Гипотеза активации-синтеза
 | этой статьи Фактическая точность может быть нарушена из-за устаревшей информации . ( июль 2011 г. ) |
Гипотеза активации-синтеза , предложенная Гарвардского университета психиатрами Джоном Алланом Хобсоном и Робертом Маккарли , представляет собой нейробиологическую теорию сновидений , впервые опубликованную в Американском журнале психиатрии в декабре 1977 года. Различия в активности нейронов ствола мозга во время бодрствования и быстрого сна были выявлены Наблюдается, и гипотеза предполагает, что сны возникают в результате активации мозга во время быстрого сна. [ 1 ] С тех пор гипотеза претерпела эволюцию по мере совершенствования технологий и экспериментального оборудования. В настоящее время трехмерная модель под названием AIM Model, описанная ниже, используется для определения различных состояний мозга в течение дня и ночи. Модель AIM представляет новую гипотезу о том, что первичное сознание является важным строительным блоком, на котором вторичное сознание . строится [ 1 ]
Введение
[ редактировать ]С развитием технологий визуализации мозга цикл сна и бодрствования можно изучать как никогда раньше. мозг можно объективно оценить количественно и определить, что он находится в одном из трех состояний: бодрствование , быстрый сон и медленный сон Благодаря этим передовым методам измерения . Показано, что происходит глобальная дезактивация мозга из состояния бодрствования в медленный сон и последующая реактивация во время быстрого сна в большей степени, чем во время бодрствования. [ 1 ] Сознание и его подсостояния, первичное сознание и вторичное сознание , играют роль в определении состояния мозга. Первичное сознание — это простое осознание восприятия и эмоций ; то есть осознание мира посредством передовой информации о зрительной и двигательной координации , которую получает ваш мозг. [ 1 ] Вторичное сознание — это продвинутое состояние, которое включает в себя как первичное сознание, так и абстрактный анализ, или мышление, и метакогнитивные компоненты, или осознание своего осознания. [ 1 ] У большинства животных наблюдаются некоторые стадии первичного сознания, но экспериментально показано, что только люди испытывают вторичное сознание. Цикл бодрствование-медленный-быстрый сон важен для психического здоровья млекопитающих. Экспериментально было показано, что животные, неспособные войти в фазу быстрого сна, демонстрируют немедленную попытку быстро войти в стадию быстрого сна и долгосрочные последствия для координации движений и привычных двигательных привычек, что в конечном итоге приводит к смерти животного. Также было показано, что гомойотермным животным может потребоваться сон для поддержания веса и температуры тела.
Фон
[ редактировать ]Пробуждение
[ редактировать ]Бодрствующее сознание — это осознание мира, наших тел и самих себя. [ 1 ] Сюда входят люди, испытывающие осознание себя, внутреннюю способность человека. Это способность смотреть в зеркало и знать, что вы смотрите на себя, а не просто на другого человека. Бодрствование позволяет различать задачи и состояния мозга по умолчанию, а также различать фоновую и переднюю обработку. [ 2 ] Бодрствование позволяет человеку не только осознавать себя и мир, но также иметь сознательную координацию движений и понимать разницу между потребностью и желанием, которая исходит из вторичного сознания.
Разница между сном и сном
[ редактировать ]Есть разница между просто сном и состоянием ума, называемым сновидением. Сон можно охарактеризовать как отсутствие осознания внешнего мира, то есть в это время деактивируются большие части мозга, которые получают и интерпретируют сигналы, а сновидения — это особое состояние сна, в котором, как было показано, происходит повышенная мозговая активность. , [ 1 ] теоретизируя, что первичное сознание может быть активным во время сновидений. Действительно, во время сна мы сознательно осознаем свое окружение и, несомненно, испытываем определенное восприятие и эмоции на протяжении всего сна, что позволяет предположить, что во время сна активируется по крайней мере часть первичного сознания.
Мечтать
[ редактировать ]Сон обладает всеми признаками первичного сознания, но возникает в мозгу без внешней стимуляции. В отличие от состояния бодрствования, мозг не может распознать свое собственное состояние; что это посреди сна и не то же самое, что реальный мир. [ 1 ] Во время сновидения мозг имеет целеустремленное состояние первичного сознания, которое позволяет мозгу достичь большего восприятия и осознания одного сценария из образов и снов. [ 1 ] Это называется сознанием сновидения.
Четыре стадии сна
[ редактировать ]Четыре стадии сна были идентифицированы следующим образом: стадия начала сна I, стадия поздней ночи II и стадии глубокого сна III и IV. Стадии глубокого сна III и IV происходят в первой половине ночи, тогда как более легкие стадии I и II происходят во второй половине ночи. Во время стандартных лабораторных измерений сна состояния сна и бодрствования имеют поведенческие , полиграфические и психологические проявления в стволе понтического мозга. Эти состояния регулируются взаимными отношениями между двумя типами нейрональных клеток: аминергическими тормозными клетками, такими как серотонин и норадреналин , и холинергическими возбуждающими клетками, такими как ацетилхолин . Изменения стадий сна происходят при пересечении кривых активности этих нейронов. I стадия быстрого сна — это состояние сна, которое находится чуть выше и наиболее тесно связано со стадией I начала сна.
СРЭМ
[ редактировать ]NREM-сон можно охарактеризовать как стадии сна, на которых наблюдается значительное снижение мозговой активности. Существует четыре различных стадии медленного сна. Мозг демонстрирует притупленное или ограниченное восприятие, хотя мыслительный процесс оказался логичным и настойчивым. [ 1 ] На этих стадиях происходят эпизодические движения тела, но это непроизвольные движения.
быстрый сон
[ редактировать ]Быстрый сон может быть более недавним в эволюционном отношении состоянием сна и характерен для большинства птиц и млекопитающих, хотя в разной степени может присутствовать у рептилий и других позвоночных. [ 3 ] REM означает быстрое движение глаз. Обычно это более позднее состояние сна после медленного (NREM) сна. [ 3 ] Частично он регулируется стволом мозга. Младенцы проводят большую часть своего времени в фазе быстрого сна, и вместо того, чтобы переходить в фазу 1 сна, они могут сразу перейти в фазу быстрого сна. Большая часть быстрого сна происходит чуть выше стадии I сна, и при нем наблюдаются другие умственные способности, чем во время медленного сна. Мыслительный процесс порой нелогичен или даже причудлив, ощущения и восприятие яркие, но создаются внутри мозга, а движения тела заторможены. [ 1 ] Большинство стадий быстрого сна длятся 10–15 минут, и среднестатистический человек каждую ночь проходит 4–6 таких стадий во время сна. Последующие стадии быстрого сна увеличиваются по продолжительности, поэтому последняя стадия быстрого сна перед пробуждением является самой продолжительной и, следовательно, может иметь наиболее яркие образы сновидений. Было высказано предположение, что быстрый сон необходим для подготовки многих интегративных функций, одной из которых является сознание. [ 1 ] Это подтверждает идею о том, что сон и сновидения являются необходимой или, по крайней мере, оптимальной подготовкой к процессам следующего дня. Научное отслеживание стадий быстрого сна можно измерить с помощью сигналов нейронов в стволе мозга. Взаимодействие аминергических тормозных нейронов и холинергических возбуждающих нейронов можно измерить, и быстрый сон возникает, когда аминергические клетки наименее активны, а холинергические клетки наиболее активны. [ 1 ]
Эволюция РЭМ
[ редактировать ]Было заявлено, что быстрый сон - это недавнее эволюционное поведение гомойотермных животных. У обоих на ранних стадиях жизни наблюдается усиление фазы быстрого сна. У людей пик фазы быстрого сна приходится на третий триместр беременности и быстро снижается после рождения, поскольку первичное сознание снижается, а вторичное сознание растет по мере развития мозга. [ 1 ] Развивающийся контроль над стадиями сна и бодрствования предполагает, что сон и быстрый сон развились как способ самоактивации, позволяющий предвидеть обстоятельства состояния бодрствования.
Нейронное моделирование
[ редактировать ]Внутри моста моделирование и отслеживание этих аминергических тормозных нейронов и холинергических возбуждающих нейронов происходит посредством изучения волн PGO . [ 4 ] Это фазовые волны, возникающие циклично и исходящие из ствола моста мозга (P), латеральной коленчатой кости таламуса (G) и затылочной коры (O). Аминэргические моноамины серотонин, норадреналин , гистамин и дофамин уравновешиваются холинергическими сигналами ацетилхолина и играют роль в регуляции когнитивных функций. Сила сигнала аминергических клеток минимальна во время быстрого сна, увеличивается во время медленного сна и максимальна при пробуждении. Сила сигнала холинергических клеток наиболее высока во время фазы быстрого сна, снижается во время медленной фазы сна и минимальна при пробуждении. Изменения состояния и фазы сна происходят, когда пересекаются два пути активности.
Теория
[ редактировать ]Развитие сознания — это постепенный, трудоемкий и продолжающийся всю жизнь процесс, основанный на более примитивном генераторе виртуальной реальности, который более четко выражен в наших снах, и использует его. [ 1 ] Таким образом, развитие вторичного сознания в течение жизни требует пустого сознания, которое во время быстрого сна создает воображаемое «я», обладающее движениями и испытывающее эмоции. [ 1 ] Это экспериментальное состояние, не связанное с осознанием, и этого состояния, или протосознания, можно достичь в детстве. Это протосознание представляет собой протосамость, созданную мозгом в раннем возрасте в качестве строительного блока для развития сознания, и обеспечивает внутренние предсказания внешних воздействий, созданных сновидениями.
Оригинальная модель гипотезы активации-синтеза
[ редактировать ]Хобсон и МакКарли первоначально предположили в 1970-х годах, что различия в цикле сна бодрствование-медленный-быстрый сон являются результатом взаимодействия между аминергическими клетками, выключенными для быстрого сна, и холинергическими клетками, активирующими быстрый сон. [ 5 ] Это было воспринято как модель активации-синтеза, утверждающая, что активация мозга во время быстрого сна приводит к синтезу создания сновидений. [ 1 ] Пять основных характеристик Хобсона включают в себя: сильные эмоции, нелогичное содержание, очевидные сенсорные впечатления, некритическое принятие событий сновидения и трудности с запоминанием. [ 6 ]
Текущая модель – AIM
[ редактировать ]Благодаря развитию технологии с момента первоначального предложения были собраны новые экспериментальные данные и разработаны дополнительные детали механизма нейронного контроля. Было установлено, что состояния сознания можно описать тремя значениями, а модель AIM — это модель, которая использует эти значения для представления сходств и различий между бодрствованием и сновидениями. Это трехмерная модель в пространстве состояний , которая описывает различные состояния мозга и их изменения в течение дня и ночи. Он состоит из трех разных значений: A – активация, I – стробирование ввода-вывода и M – модуляция. Однако модель ограничена, поскольку она пока не может объяснить региональные различия в активности мозга, которые отличают быстрый сон от бодрствования. Другие ограничения включают невозможность количественной идентификации и измерения М у людей. Во время бодрствования и активации первичного и вторичного сознания наблюдались высокие значения А, I и М, но во время быстрого сна наблюдались высокие значения А, но низкие I и М. [ 1 ]
Протосознание
[ редактировать ]Протосознание — это шаблон сознания, возникающий во время сна и на основе которого могут быть построены другие психические сознательные процессы. В раннем детстве было сказано, что это протосознание — это то место, где вторичные аспекты сознания изначально развиваются и проверяются первичным сознанием, и человек может постепенно развивать повышенное вторичное сознание на протяжении всей своей жизни по мере того, как его шаблон протосознания далее расширяется, развивается и обновляется. создает более яркие идеи и представления вторичного сознания.
Активация (А)
[ редактировать ]Большие части мозга, которые активируются и посылают сигналы во время бодрствования, неактивны во время медленного сна и реактивируются во время быстрого сна. Оно основано на том факте, что мозг и его нейронные схемы пластичны и саморегулируются, особенно в вопросах собственной активации и инактивации. Это наблюдалось в двух экспериментах: развитие сонливости после разрушения дофаминовых нейронов в черной субстанции среднего мозга и открытие ретикулярной активирующей системы , которая представляет собой визуальные сигналы, получаемые через наши глаза и наш мозг, которые начинают процесс бодрствования, то есть бодрствующее сознание. зависит сон. [ 7 ] [ 8 ] После этих исследований стало ясно, что уровень активности и качество сознания являются функциями активации и деактивации мозга. [ 1 ]
Стробирование ввода-вывода (I)
[ редактировать ]Было показано, что внутренняя активация мозга связана с торможением как внешнего сенсорного входа, так и двигательного выхода. [ 1 ] Это означает, что мозг активно находится в автономном режиме во время быстрого сна, а ствол мозга гарантирует координацию факторов I и A посредством контроля входных-выходных ворот внутри ствола мозга. [ 9 ] Волны PGO играют роль в способности мозга оставаться во сне, являясь строительными блоками для восприятия и контроля мелкой моторики посредством их фазовой координации. [ 10 ] Поэтому было предложено использовать сигналы PGO при построении визуальных образов снов. [ 11 ]
Модуляция (М)
[ редактировать ]Высвобождение нейромодуляторов аминергическими нейронами оказывает широкое химическое влияние на мозг; они инструктируют другие нейроны сохранять или удалять информацию, которую они обработали. [ 12 ] Механика модуляции в настоящее время неизвестна, и модуляция еще не определена количественно. Было показано, что качественно аминергическая модуляция сильна во время бодрствования и снижается во время сна, но необходимо провести дополнительные исследования. В области вычислительной нейробиологии появилось множество исследований , подтверждающих модель AIM. Теория метаобучения , в частности, описывает, как эти нейромодуляторы способствуют динамическому обучению. [ 13 ] хотя ряд интерпретативных моделей согласуются с моделью AIM.
Подразумеваемое
[ редактировать ]Трехмерная модель AIM показывает, что во время цикла состояний мозга бодрствование-медленный-быстрый сон мозг постоянно динамически изменяется, и что это пространство состояний, описываемое AIM, имеет бесконечное количество субрегионов, отличных от основных трех. [ 14 ] Он предполагает, что через протосознание активация мозга во время сна необходима для развития и поддержания бодрствующего сознания и других функций мозга более высокого порядка, таких как решение проблем. Это предполагает возможность того, что состояние бодрствующего сознания присутствует только у людей из-за эволюции обширных корковых структур мозга. [ 1 ] Сновидение — это состояние мозга, похожее на бодрствующее сознание, но отличающееся от него, и взаимодействие и корреляция между ними необходимы для оптимальной работы обоих. В одном исследовании, в котором измерялась активность мозга с помощью ЭЭГ, использовалась модель AIM Хобсона, чтобы показать, что количественно сознание во сне удивительно похоже на сознание бодрствования. [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в Хобсон, Дж. Аллан (2010). «Быстрый сон и сновидения: к теории протосознания». Обзоры природы Неврология . 10 (11): 803–13. дои : 10.1038/nrn2716 . ПМИД 19794431 . S2CID 205505278 .
- ^ Певец Джером Л.; Антробус, Дж. С. (1965). «Движения глаз во время фантазий: воображение и подавление фантазий». Архив общей психиатрии . 12 : 71–6. дои : 10.1001/archpsyc.1965.01720310073009 . ПМИД 14221693 .
- ^ Перейти обратно: а б Эллисон, Т.; Ван Твайер, Х. (1970). «Эволюция сна». Естественная история . 79 : 56–65.
- ^ Готт, Джаррод А.; Лили, Дэвид ТиДжей; Хобсон, Дж. Аллан (2017). «На пути к функциональному пониманию волн PGO» . Границы человеческой неврологии . 11:89 . дои : 10.3389/fnhum.2017.00089 . ПМК 5334507 . ПМИД 28316568 .
- ^ МакКарли, Р.; Хобсон, Дж. (1975). «Модуляция возбудимости нейронов в течение цикла сна: структурная и математическая модель». Наука . 189 (4196): 58–60. Бибкод : 1975Науч...189...58М . дои : 10.1126/science.1135627 . ПМИД 1135627 .
- ^ Барусс, Имантс (2003). Изменения сознания . Вашингтон, округ Колумбия: Американская психологическая ассоциация. п. 80.
- ^ фон Экономо, К. (1930). «Сон как проблема локализации». Журнал нервных и психических заболеваний . 71 (3): 249–59. дои : 10.1097/00005053-193003000-00001 . S2CID 147596359 .
- ^ Моруцци, Г.; Магун, HW (1949). «Ретикулярная формация ствола мозга и активация ЭЭГ» . Электроэнцефалография и клиническая нейрофизиология . 1 (4): 455–73. дои : 10.1016/0013-4694(49)90219-9 . ПМИД 18421835 .
- ^ Помпейано, О (1967). «Нейрофизиологические механизмы поструальных и двигательных событий во время десинхронизированного сна». В Кети, Сеймур С; Эвартс, Эдвард V; Уильямс, Гарольд Л. (ред.). Сон и измененные состояния сознания . Том. 45. Балтимор: Уильямс и Уилкинс. стр. 351–423. OCLC 152543313 . ПМИД 4867152 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Хобсон, Дж. Аллан; Пейс-Шотт, Эдвард Ф.; Стикголд, Роберт (2000). «Сновидения и мозг: на пути к когнитивной нейробиологии сознательных состояний». Поведенческие и мозговые науки . 23 (6): 793–842, обсуждение 904–1121. дои : 10.1017/S0140525X00003976 . ПМИД 11515143 . S2CID 14104546 .
- ^ Хобсон, Дж. Аллан; Маккарли, Роберт В. (1977). «Мозг как генератор состояния сновидения: гипотеза активации-синтеза процесса сновидения». Американский журнал психиатрии . 134 (12): 1335–48. дои : 10.1176/ajp.134.12.1335 . ПМИД 21570 .
- ^ Купер, младший; Блум, FE; Рот, Р.Х. (1996). Биохимические основы нейрофармакологии (7-е изд.). Оксфорд: Оксфордский университет. Нажимать. [ нужна страница ]
- ^ Дойя, К. (2002). «Метаобучение и нейромодуляция». Нейронные сети . 15 (4–6): 495–506. дои : 10.1016/S0893-6080(02)00044-8 . ПМИД 12371507 .
- ^ Восс, У; Хольцманн, Р; Туин, я; Хобсон, Дж. А. (2009). «Осознанное сновидение: состояние сознания с чертами как бодрствования, так и неосознанного сновидения» . Спать . 32 (9): 1191–200. дои : 10.1093/sleep/32.9.1191 . ПМЦ 2737577 . ПМИД 19750924 .
- ^ Нир, Юваль; Тонони, Джулио (2010). «Сновидения и мозг: от феноменологии к нейрофизиологии» . Тенденции в когнитивных науках . 14 (2): 88–100. дои : 10.1016/j.tics.2009.12.001 . ПМК 2814941 . ПМИД 20079677 .