Ученые выяснили, что мозг может создавать сновидные переживания еще до наступления сна, а осознанные размышления могут сохраняться и после засыпания. Исследование, опубликованное в Cell Reports, показало, что граница между бодрствованием и сном не является четкой: разные типы психических переживаний возникают по обе стороны этого перехода.
В работе исследователи изучили, что происходит с сознанием в период засыпания — состоянии, которое называют гипнагогией. Это постепенный переход, во время которого мозговая активность замедляется, мышцы расслабляются, дыхание становится глубже, а в сознании могут появляться обрывки мыслей, образы, музыка и фрагменты сновидений.
Чтобы проследить этот процесс, ученые записали активность мозга 103 участников, которые засыпали днем в лаборатории. Для этого использовалась электроэнцефалография: электроды на коже головы фиксировали нейронные сигналы и позволяли отличать бодрствование от легкого сна и более устойчивых стадий сна.
Во время эксперимента участников через разные промежутки времени будил звуковой сигнал. Сразу после этого их спрашивали, что происходило у них в сознании непосредственно перед сигналом. Затем они оценивали свой опыт по четырем параметрам: насколько он был необычным, насколько цельным или фрагментированным, насколько спонтанным, а также ощущали ли они себя бодрствующими или спящими.
Всего исследователи собрали 375 описаний переживаний в период засыпания. Вместо заранее заданного деления на «мысли» и «сны» они применили алгоритм машинного обучения, который сам сгруппировал ответы в несколько типов психических состояний. Среди них оказались фрагменты памяти, мысли о внешней обстановке, сноподобные образы и намеренные размышления.
Ожидалось, что рациональные мысли будут связаны в основном с бодрствованием, а странные и яркие образы — со сном. Частично это подтвердилось: по мере засыпания мысли, связанные с окружающей средой и целенаправленными размышлениями, встречались реже. Однако ключевой вывод оказался иным: все четыре типа состояний возникали и в бодрствовании, и на ранней стадии сна N1, и на более устойчивой стадии N2.
По данным исследования, содержание сознания не определяется только тем, спит человек или нет. Один из участников, находившийся в полном бодрствовании по показателям ЭЭГ, сообщил, что видел, как по нему ползут муравьи, а на заднем плане были кроссворды. Другой участник, уже находившийся в стадии сна N2, сказал, что думал о работе.
Чтобы понять, как сходные переживания могут возникать в разных состояниях, исследователи подробнее проанализировали мозговую активность: использовали более короткие временные окна, 64 электрода для точного покрытия коры и более тонкие показатели сигналов. Они обнаружили нейронные признаки, связанные с конкретными психическими состояниями.
В частности, сноподобные образы сопровождались более слабой связью между удаленными областями мозга, как будто эти зоны хуже обменивались информацией. При этом такие сигнатуры были одинаковыми независимо от того, бодрствовал человек или уже спал. По мнению исследователей, это означает, что мозг способен производить один и тот же тип переживаний вне зависимости от уровня бодрствования.
Авторы также запустили онлайн-опрос Drifting Minds, посвященный переживаниям в период засыпания. В нем уже приняли участие почти 5 тысяч человек с пяти континентов. Цель проекта — выявить типичные профили этого переходного состояния у разных людей и проверить, связаны ли они с возрастом, полом, культурой, а также с такими особенностями, как креативность, тревожность, способность к мысленным образам и качество сна.
