Почему мы видим сны?

Представьте, что вы час пытаетесь научиться проходить виртуальный лабиринт. Вы упираетесь в тупики, возвращаетесь назад и постепенно строите мысленную карту маршрута.

Позже вы ложитесь вздремнуть.

Во время сна вам снится лабиринт. Когда вы просыпаетесь и пробуете снова, ваши результаты становятся лучше.

Очень заманчиво остановиться на этом и сказать: сон помог вам научиться.

Но именно здесь начинается настоящая, интересная проблема.

Способствовал ли сам сон этому улучшению? Или те же самые глубинные процессы памяти, которые улучшили результаты, случайно породили и сновидение о лабиринте?

Это различие находится в самом центре современных исследований сновидений. Нейронаука многое узнала о том, когда возникают сны, какими типами активности мозга они сопровождаются и как дневной опыт проникает в содержание снов.

Гораздо сложнее ответить на вопрос: что на самом деле делает сам осознаваемый опыт сновидения?

Сновидение — это не то же самое, что REM-сон

Долгое время сновидения тесно связывали с фазой быстрого сна (REM-сном). REM-сон действительно богат яркими снами, но это не синонимы.

Люди, разбуженные из медленного (non-REM) сна, также сообщают об осознаваемых ощущениях и снах. Они часто менее яркие и менее похожи на сюжетные истории, чем типичные REM-сны, но это все равно сны.

Исследования с использованием высокоплотной ЭЭГ показали, что наличие сознания во время сна связано с локальной активностью в задней корткальной области, которую иногда называют «горячей зоной»^[1].

Это открытие важно, потому что оно разделяет два вопроса, которые часто путают.

REM — это стадия сна. Сновидение — это опыт.

Знание того, когда этот опыт появляется в мозге, все еще не объясняет, почему он существует.

Когда сон о чем-то предвещает лучшую память

Один из самых интригующих намеков был получен в исследованиях с виртуальными лабиринтами^[2].

Участники сначала учились проходить лабиринт, а затем спали. Те, кто позже сообщал о снах на эту тему, как правило, показивали более высокое улучшение при повторной попытке. Последующее ночное исследование выявило аналогичную связь^[3].

Это звучит как хорошее доказательство того, что сны помогают памяти.

Возможно, так и есть. Но это все еще не означает, что именно сон вызвал улучшение.

Во время сна недавно сформированные воспоминания могут повторно активироваться и реорганизовываться. Если воспоминание активно реагивируется, одновременно могут происходить две вещи: результаты улучшаются, а фрагмент этого опыта проникает в сон.

В этом случае сон по-прежнему рассказывает нам кое-что интересное о том, что обрабатывает спящий мозг. Но он не обязательно является тем механизмом, который производит эту обработку.

Важно различать сон как индикатор активности памяти и сон как причину ее улучшения.

Могут ли исследователи внедрить что-то в сон?

Вот почему эксперименты по манипулированию содержанием снов вызывают такой интерес.

Вместо того чтобы просто будить людей и спрашивать, что им снилось, исследователи начали использовать сенсорные подсказки во время сна, чтобы повлиять на сюжет^[4].

В одном из недавних исследований с нерешенными головоломками звуковые сигналы, связанные с конкретными задачами, проигрывались во время REM-сна. Эти сигналы повышали вероятность того, что соответствующий материал появится в отчетах о снах. А появление головоломок во сне было связано с их последующим успешным решением.

Это приближает нас к причинно-следственному вопросу, поскольку содержание сна больше не является абсолютно спонтанным.

Но даже здесь есть сложность.

Звуковой сигнал мог напрямую активировать память. Эта реактивация могла улучшить результаты и, независимо от этого, сделать вероятным появление головоломки во сне.

Поэтому даже когда мы успешно меняем то, что снится человеку, трудно понять, выполняет ли осознаваемый сюжет сна работу или просто отражает нейронную обработку, происходящую под ним.

Возможно, сны помогают с эмоциями

Память — лишь одна из возможностей.

Другая влиятельная идея заключается в том, что сон, особенно REM-сон, помогает мозгу перерабатывать эмоциональные воспоминания^[5].

Предполагается, что эмоциональный опыт заново проживается во время сна в иной нейрохимической среде, позволяя сохранить информационное содержание памяти, пока ее эмоциональная накаленность со временем снижается.

Это привлекательная гипотеза, и сон действительно тесно связан с эмоциональной памятью.

Но здесь все еще остается важный разрыв.

Доказательство того, что REM-сон способствует эмоциональной обработке, не означает автоматически, что сам сюжет сна является терапевтической частью.

Вам может сниться вчерашняя ссора потому, что происходит обработка эмоциональной памяти. Или же сам сюжет сна может вносить вклад в эту обработку. Это не одно и то же утверждение.

Возможно, сны репетируют опасность

Совершенно иная теория исходит из того факта, что сны часто бывают неприятными.

Теория симуляции угроз (Threat Simulation Theory) предполагает, что сновидения могли развиться как способ репетиции опасных ситуаций без реальных последствий^[6].

Погони, нападения, падения, изоляция или невозможность сбежать — частые темы снов. С эволюционной точки зрения многократная симуляция угроз могла быть полезной, если она повышала скорость распознавания опасности и реакции на нее во время бодрствования^[7].

Содержание снов удивительно хорошо согласуется с этой теорией.

Сложнее доказатель реальную пользу.

Сон, содержащий опасность, — это доказательство того, что мозг симулирует угрозы. Но это еще не доказательство того, что такие симуляции делают человека более успешным в выживании.

Или, возможно, суть именно в причудливости

Некоторые теории сновидений идут в совершенно ином направлении.

Гипотеза переобученного мозга (Overfitted Brain Hypothesis) заимствует идею из машинного обучения^[8].

Модель, которая многократно обучается на одном и том же узком наборе примеров, может стать слишком специализированной (переобученной). Она идеально усваивает обучающие данные, но начинает хуже справляться с новыми ситуациями. В машинном обучении один из способов борьбы с этим — добавление шума, искажение входных данных или погружение модели в большую вариативность.

Сны безусловно обеспечивают вариативность.

Места сливаются. Люди меняют личности. Время прыгает. Обычные события перекомбинируются так, как вряд ли бы произошло наяву.

Гипотеза заключается в том, что эти искажения могут служить похожей цели: предотвращать слишком жесткую подгонку мозга под повторяющуюся структуру повседневного опыта.

Это красивое представление.

Однако на данный момент это все еще гипотеза, вдохновленная вычислительными принципами, а не доказанная функция человеческих снов.

Что если сны — это вообще не отдельный инструмент?

Существует и менее драматичная возможность.

Сновидения могут частично возникать из систем мозга, которые в бодрствующем состоянии генерируют спонтанные мысли, воображение, автобиографическую память и блуждание мыслей^[9].

Во время сна эти внутренне ориентированные системы продолжают работать в иных условиях. Внешний сенсорный ввод снижен, моторное поведение отключено, а привычные ограничения мыслей ослаблены.

Результатом становится то, что мы переживаем как сон.

Эта возможность не означает, что сны бессмысленны или биологически бесполезны. Процесс может возникать из существующей нейронной архитектуры и все равно приносить пользу.

Это просто означает, что нам не следует автоматически предполагать, будто само осознаваемое сновидение возникло в процессе эволюции для выполнения конкретной задачи.

Сложный эксперимент

Исследования снов все лучше научились измерять и даже направлять содержание снов.

Более сложный эксперимент все еще впереди.

Чтобы показать, что само сновидение выполняет функцию, исследователям необходимо изменить опыт сновидения, сохранив процессы сна максимально неизменными, а затем продемонстрировать, что это изменение сновидения ведет к надежным сдвигам в памяти, эмоциях, решении задач или поведении.

Это чрезвычайно высокий стандарт, поскольку сон и мозг, его порождающий, тесно сплетены.

Пока что самый надежный вывод состоит не в том, что у снов есть одна задача, или несколько задач, или нет задач вовсе.

А в том, что мы все лучше видим, что делает спящий мозг, — и все еще пытаемся понять, является ли сон частью механизма или частью того, как этот механизм ощущается изнутри.