Сканирование проливает свет на изменения в мозге, когда мы отключаемся от усталости | Нейронаука

Никогда еще это не выглядело так великолепно. Утренняя встреча приближается, но из-за поздней ночи ваш мозг отключается именно в тот момент, когда вам приходит вопрос.

Кратковременное напряжение внимания — обычная проблема для людей, лишенных сна, но то, что происходит в мозгу во время этого периода умственного отключения, оказалось трудно определить.

Теперь ученые пролили свет на этот процесс и обнаружили, что зон больше, чем кажется на первый взгляд. Кратковременная потеря концентрации совпадает с волной вытекания жидкости из мозга, которая возвращается, когда внимание восстанавливается.

«Когда внимание человека ослабевает, эти жидкостные волны начинают пульсировать», — сказала доктор Лора Льюис, старший автор исследования Массачусетского технологического института в Бостоне. «Дело не только в том, что ваши нейроны не обращают внимания на окружающий мир, в то же время в мозговой жидкости происходят большие изменения».

Льюис и его коллега доктор Зинонг Янг исследовали мозг, лишенный сна, чтобы понять, какие нарушения внимания приводят к тому, что сонные водители попадают в аварии, а уставшие животные становятся обедом хищника.

В этом исследовании 26 добровольцев по очереди носили шапочку ЭЭГ, лежа в сканере фМРТ. Это позволяет ученым следить за электрической активностью и физиологическими изменениями мозга во время тестов, где людям приходится действовать как можно быстрее, чтобы услышать тон или увидеть, как разворот на экране превращается в квадрат.

Каждого добровольца сканировали после спокойного ночного сна дома и после ночи лишения сна под наблюдением ученых в лаборатории. Неудивительно, что люди, лишенные сна, работают хуже, реагируют медленнее или вообще не реагируют.

Ошибки во внимании приводят к интересным изменениям. Сканирование показывает волны спинномозговой жидкости, которые выбрасываются из мозга сразу после падения внимания и возвращаются через секунду или более после окончания задержки. Такие волны обычно наблюдаются во время глубокого сна и, как полагают, помогают мозгу избавиться от метаболических отходов, накопившихся в течение дня.

Другие измерения показывают, что зрачки глаз людей сужаются примерно за 12 секунд до того, как жидкость покидает мозг, и возвращаются к норме после ее истечения. Дыхание и частота сердечных сокращений также снизились, сообщили исследователи. Природа Нейронауки.

Хотя вопросов остается еще больше, задержка, похоже, происходит потому, что мозг пытается приспособить нормальную когнитивную функцию к важному обслуживанию, которое он обычно выполняет во время сна. «Это ваш мозг пытается расслабиться», — сказал Ян.

Профессор Билл Уисден, директор из Великобритании Деменция Исследовательский институт Имперского колледжа Лондона заявил, что работа выявила глубокие изменения в мозге при лишении сна. «Неясно, являются ли эти изменения в потоке мозговой жидкости при лишении сна хорошими и защитными или плохими и патологическими», — сказал он.

Доктор Риа Кодосаки, нейробиолог из UCL, сказала, что это изменение, похоже, является «структурированным биологическим событием, которое выглядит как начало сна, и задержка внимания не пассивна, а организована, чтобы дать мозгу небольшой перерыв».

Он сказал: «Как бы парадоксально это ни было, эти опасные задержки могут быть способом защиты мозга. Думайте о них как о вынужденных пит-стопах: мозг временно отбрасывает свое внешнее внимание, чтобы заняться важными домашними делами».