Ученые пообщались с людьми, пока те спали

Многие сомнологи рассматривали сон как состояние, при котором человек не может взаимодействовать с окружающей средой и реагировать на внешние раздражители. Эту ситуацию хорошо описывают русские пословицы: например, «спит как убитый». Однако последние исследования показали, что мозг спящего человека все-таки реагирует на сенсорные стимулы, причем так же сильно, как во время бодрствования. 

Эксперименты, проведенные на добровольцах, доказали, что во сне люди могут запоминать иностранные слова. Кроме того, через сон можно даже повлиять на поведение человека — это показал опыт с курильщиками, для которых во сне проводилось ассоциирование между запахом сигарет и сильными неприятными запахами. Всего через неделю они значительно сократили количество выкуренных сигарет в день

Группа французских и американских нейробиологов из Парижского института мозга и Северо-Западного университета пошла еще дальше. В 2021 году они разработали способы общения с людьми, пребывающими в осознанном сне — состоянии, при котором человек осознает, что ему снится сон, и может отчасти управлять его содержанием (занимает положение между фазой быстрого сна и бодрствованием). 

Тогда ученые провели эксперимент на 36 добровольцах, которые до этого испытывали осознанные сновидения. Среди них были люди с нарколепсией — редким заболеванием, основные проявления которого — нарушение структуры сна, внезапное засыпание. Такие люди более других склонны к осознанным сновидениям. 

Нейробиологи регистрировали у испытуемых начало осознанного сна, а после задавали им вопросы по типу «да — нет» и предлагали решить легкие арифметические задачи (на сложение и вычитание). Ученые получали ответы в виде заранее оговоренных с участниками эксперимента сигналов — движению глаз и мимике. Потом добровольцев будили и просили вспомнить содержание сновидений.

В итоге двусторонний контакт удалось установить лишь с шестью участниками, а из 158 заданных вопросов они ответили правильно только на 29. 

В 2023 году все те же французские нейробиологи, уже без американских коллег, провели новый эксперимент. На этот раз их интересовал обычный сон. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Для опыта ученые пригласили 48 человек: 27 страдали нарколепсией, а у 21 никаких проблем со сном не было (они ни разу не погружались в осознанный сон). После участников разделили на две группы и попросили прослушать записи, на которых произносили либо реальные слова, либо набор не имеющих смысла звуков.

Половине участников из каждой группы предложили трижды улыбнуться, если они слышали настоящие слова, и трижды нахмуриться, если слышали просто звуки. Другую половину группы испытуемых ученые попросили сделать наоборот. То есть это были заранее оговоренные сигналы, с помощью которых спящие должны были реагировать на записи. 

Затем к лицам добровольцев подключили датчики мышц, которые позволяют считывать электромиограмму мышечных сокращений, а на волосистую часть головы надели шапочку с электродами для исследования электрической активности мозга (электроэнцефалограмма, ЭЭГ). С помощью такой шапочки ученые могут определять, бодрствует человек или находится на определенной стадии сна. После этого испытуемых попросили вздремнуть днем. 

Когда прибор показывал, что добровольцы заснули, им включили записи со словами и звуками, а после смотрели на их реакцию. 

На первой стадии сна (N1) — самый короткий период засыпания, который длится от одной до пяти минут — испытуемые с «нормальным сном» реагировали на записи примерно в 20 процентах случаев. На более поздних стадиях сна частота откликов составляла около пяти процентов. Но на этапе глубокого сна реакции не было.

Люди с нарколепсией показали гораздо лучшие результаты. Они реагировали на записи в 20-65 процентах случаях на разных стадиях сна.

Однако, когда исследователи дали участникам с «нормальным сном» свободу действий, то есть теперь те могли отвечать на записи не обязательно «тройной улыбкой» или «тройным нахмуриванием», а произвольным количеством соответствующих реакций, эти испытуемые реагировали на записи примерно в 80 процентах случаев. 

Отметим, когда добровольцы просыпались и их спрашивали об опыте, они ничего не помнили. Это первый случай, когда ученым удалось наладить двусторонний контакт с людьми, которые никогда в своей жизни не пребывали в осознанном сне (за исключением людей с нарколепсией).  

Авторы работы пришли к выводу, что спящие могут временно реагировать на внешние раздражители практически на всех стадиях сна. Теперь ученые планируют проанализировать записи ЭЭГ, чтобы попытаться определить сигнатуры мозговых волн, которые указывают, когда во сне люди начинают откликаться на звуки и слова. Возможно, эти данные откроют новые возможности в изучении сна и сновидений, а также психических и когнитивных процессов, связанных со сном.