Нейрофизиологи изучили, как мозг обрабатывает звуки во время сна и установили, что глубина сна влияет на активность различных отделов мозга: одни продолжают реагировать на звуки, в то время как другие снижают их восприятие.
В исследовании канадских ученых под руководством Хьюго Журда и Эмили Коффи участвовали 14 молодых людей с нормальным слухом и регулярным режимом сна. В течение двух с половиной часов дневного сна, находясь в магнитно-энцефалографе, участники слушали повторяющийся синтезированный звук «да», который по своим характеристикам напоминал человеческую речь. Этот звук воспроизводился примерно пять раз в секунду и был подобран так, чтобы вызывать стабильные нейронные отклики FFR (frequency-following response) — реакцию нейронов, точно отслеживающих частоту звука. Такой отклик фиксируется как электрическое или магнитное поле и позволяет оценить, как различные уровни слуховой системы мозга обрабатывают звуковую информацию.
Сравнивая данные магнитоэнцефалографии и ЭЭГ, ученые выяснили, что подкорковые структуры мозга, включая слуховые ядра ствола и таламус, продолжают стабильно реагировать на звук даже в фазе глубокого сна (стадия N3). В то же время активность в коре снижалась — амплитуда FFR уменьшалась, а время отклика увеличивалось, что свидетельствует о замедлении обработки информации в этих областях. Особенно заметное снижение активности было зафиксировано в правой слуховой коре. Это говорит о том, что кора головного мозга как бы «приглушает громкость», постепенно отключаясь от внешних раздражителей по мере углубления сна.
Также было установлено, что снижение отклика в коре связано с ослаблением связи между таламусом и слуховой корой. Ученые измерили функциональную связанность — степень синхронности между этими участками — и обнаружили, что во время глубокого сна она значительно снижается, особенно в середине реакции на звук. Это может быть частью естественного механизма, который позволяет мозгу защищать сон, уменьшая вероятность пробуждения от несущественных звуков.
Удивительным стало открытие, что так называемые «сонные веретена» — короткие вспышки активности, которые ранее считались блокирующими сенсорную информацию от попадания в кору — не мешали прохождению звука. Напротив, звуки, подаваемые во время этих всплесков, вызывали такие же нейронные отклики, как и звуки вне этих периодов.
