Когнитивная нейробиология сновидений
Научный интерес к процессу и функциям сновидения присутствует со времен интерпретаций Зигмунда Фрейда в 1900-х годах. Однако до недавних открытий неврология сновидений оставалась неправильно понятой. Информация, доступная с помощью современных методов визуализации мозга, предоставила новую основу для изучения мозга во сне. Ограничения, которые предоставила такая технология, создали понимание сновидения, которое кажется постоянно меняющимся; даже сейчас остаются вопросы о функции и содержании сновидений.
О предварительных наблюдениях в области неврологии сновидений сообщили в 1951 году Джордж Хамфри и Оливер Зангвилл . В их отчете отмечены два случая черепно-мозговой травмы, которые привели к полному или почти полному прекращению сновидений. У обоих пациентов были повреждены заднетеменные области , у одного из которых преимущественно затрагивалась левая сторона теменно-затылочной области. Дополнительные эффекты включали гемианопсию , снижение визуализации (в состоянии бодрствования) и нарушения зрительной памяти . Пациенты сообщали, что их зрительные образы были тусклыми и их было трудно вызвать. Хотя они сообщили только о двух случаях, Хамфри и Зангвилл высказали предварительные идеи о неврологических компонентах сновидений, в частности, о связи областей переднего мозга и связи между зрительными образами и способностью видеть сны. [ 1 ]
Методологические проблемы научных исследований сновидений.
[ редактировать ]При изучении субъективных переживаний, таких как сновидения, возникает ряд трудностей. Методологии исследования сновидений изобилуют концептуальными сложностями и ограничениями.
Доверие к устным отчетам
[ редактировать ]Одним из существенных недостатков исследований сновидений является необходимость полагаться на устные отчеты. Событие сновидения сводится к словесному отчету, который представляет собой лишь отчет о воспоминаниях субъекта о сне, а не о его опыте самого сна. На эти устные сообщения также может повлиять ряд факторов. Во-первых, сны включают в себя множество псевдосенсорных, эмоциональных и моторных элементов. Отчет о сновидении представляет собой лишь повествование, что затрудняет представление всей картины. Устные отчеты сталкиваются с другими трудностями, такими как забывание . Сны и сообщения о них возникают в различных состояниях сознания, что приводит к задержке между событием сна и его воспоминанием во время бодрствования. В течение этого времени может произойти задержка, что приведет к неполному отчету. Забывание пропорционально количеству времени, прошедшему между переживанием и его воспоминанием. [ 2 ] Кроме того, запоминание подвергается помехам на этапе припоминания, и некоторая информация недоступна для припоминания. [ 2 ] Реконструкция сна по памяти во время бодрствования может повлиять на точность воспоминаний, поскольку субъект может сообщить больше информации, чем он на самом деле испытал, и последовательность событий может измениться. [ 2 ] Другая проблема заключается в сложности вербального описания преимущественно визуальных субъективных переживаний, подобных тем, которые наблюдаются во сне (например, нереальные объекты, причудливые переживания, эмоции). Более того, субъекты могут намеренно не сообщать о смущающих, аморальных или личных переживаниях во сне из-за страха осуждения, что приводит к цензуре и неполным отчетам.
Лаборатория сна
[ редактировать ]Условия лаборатории сна являются еще одним важным источником методологических проблем. Лаборатории сна представляют собой неестественную, неудобную среду для сна. Субъект может чувствовать дискомфорт и беспокойство, что может усложнить сон и ухудшить его качество. Это известный эффект первой ночи. Полная адаптация к лаборатории сна может занять четыре дня и более. [ 3 ] что превышает продолжительность большинства лабораторных исследований. Кроме того, содержание снов в лаборатории отличается от снов дома. [ 3 ] Точно так же лабораторная среда может изменить содержание сновидений, вспоминаемых в результате спонтанных пробуждений в конце ночного сна, на что указывает высокая частота лабораторных исследований утренних спонтанных пробуждений в отчетах о снах быстрого и медленного сна. [ 3 ]
Статистические проблемы
[ редактировать ]Статистические проблемы в исследованиях сновидений являются еще одной причиной методологических проблем. Многие исследователи использовали небольшие выборки для изучения сна и статистического параметрического картирования (метода изучения различий в активности мозга, регистрируемых во время экспериментов по функциональной нейровизуализации). [ 4 ] Результаты, полученные на небольших выборках, следует интерпретировать с осторожностью из-за присущих им статистических проблем, связанных с небольшими выборками.
Технологические ограничения
[ редактировать ]Технологические ограничения также создают методологические проблемы. Измерения глобальной активности мозга, такие как усреднение напряжения электроэнцефалограммы (ЭЭГ) или мозговой кровоток, не могут идентифицировать небольшие, но влиятельные популяции нейронов, такие как голубое пятно, ядро шва и ядро покрышки моста на ножке, которые раскрывают механистические и функциональные детали во сне. [ 5 ] Несмотря на эти недостатки, широко распространено мнение, что клинические результаты и данные, полученные с помощью нейровизуализации , достоверны, подтверждая, что нейровизуализация является важным инструментом в когнитивной нейробиологии.
Интерпретация повреждений и активации
[ редактировать ]Пациенты с повреждением головного мозга предоставляют ценную, но редкую информацию о механизмах работы человеческого мозга. Юджин Асеринский и Натаниэль Клейтман наблюдали быстрый сон и пришли к выводу, что это физиологическое проявление сновидения. Это считалось прорывом в понимании такого неуловимого процесса, как сновидение. Действительно, 95% испытуемых, проснувшихся во время быстрого сна, сообщили, что видели сны, тогда как только около 5-10% сообщили о сновидениях после пробуждения во время медленного сна (медленного сна). [ 6 ]
Сравнение отчетов о снах REM и NREM
[ редактировать ]
Между отчетами о снах быстрого и медленного сна есть несколько важных различий. Среди экспертов существуют разногласия по поводу существования качественных различий, но существует общее мнение, что существуют количественные различия. [ нужна ссылка ]
Было признано, что сообщения о сновидениях после БДГ-пробуждений получаются значительно чаще, чем после БДГ-пробуждений. [ 7 ] Сообщения о снах субъектов связаны с продолжительностью быстрого сна. Количество слов и субъективно оцененная продолжительность сновидений увеличиваются по мере увеличения продолжительности предшествующего быстрого сна, что указывает на положительную взаимосвязь. [ 8 ] Сообщения о фазах быстрого пробуждения, как правило, более длительны, более мультимодальны с точки зрения восприятия, имеют повышенную эмоциональность и меньше напоминают жизнь бодрствования, чем медленные пробуждения. [ 5 ] Судьи могут различать неизмененные отчеты о снах быстрого и медленного сна, в то время как некоторые испытуемые могут различать, были ли они сами пробуждены в фазе быстрого или медленного сна. [ 5 ]
Характеристики быстрого сна постоянно содержат схожий набор особенностей. Во время сновидений люди регулярно ошибочно полагают, что они бодрствуют, если не реализуют осознанность. Сновидения содержат мультимодальные псевдовосприятия; иногда присутствуют какие-либо или все сенсорные модальности, но чаще всего зрительные и моторные. [ 9 ] Образы сновидений могут быстро меняться и часто носят причудливый характер, но отчеты также содержат множество образов и событий, которые являются частью повседневной жизни. [ 9 ] Во сне наблюдается снижение или отсутствие саморефлексии или других форм метапознания по сравнению с жизнью наяву. [ 5 ] Сны также характеризуются отсутствием «ориентационной устойчивости; люди, времена и места слиты, пластичны, нелепы и прерывисты». [ 9 ] Кроме того, сны образуют единое повествование, объясняющее и объединяющее все элементы сновидения. [ 9 ] Наконец, отчеты NREM чаще содержат мысленные размышления и описания текущих проблем, чем отчеты REM. [ 5 ]
Нейроанатомия сновидения
[ редактировать ]Быстрый сон и сновидения
[ редактировать ]Открытие Асеринского и Клейтмана побудило к дальнейшим исследованиям механизма мозга, связанного с быстрым сном (и, по их предположению, сновидениями). Было обнаружено, что быстрый сон генерируется небольшой областью клеток, расположенной в стволе головного мозга, называемой мостом (он расположен немного выше спинного мозга, на задней части шеи). Мост высвобождает ацетилхолин , который попадает в части переднего мозга. Считалось, что холинергическая активация этих высших областей приводит к появлению бессмысленных образов, составляющих наши сны. Этот процесс выключается норадреналином и серотонином , которые также выделяются стволом мозга.
Формирование модели активации-синтеза, предложенной Алланом Хобсоном и Маккарли в 1975 году, во многом основывалось на этих открытиях. Их модель утверждает, что сны активно генерируются стволом мозга, а затем пассивно синтезируются передним мозгом. То есть холинергическая активация, которая происходит в любых областях переднего мозга (через передачу от ствола мозга), приводит к попыткам когнитивных областей мозга навязать смысл или структуру бессмысленной активации. [ 10 ] Считалось, что области головного мозга не играют какой-либо причинной роли, поскольку быстрый сон происходит до тех пор, пока мост не поврежден, даже если более высокие области отключены или удалены; [ 6 ] вывод, основанный на предположении, что быстрый сон – это сновидение.
Переход на NREM
[ редактировать ]Хотя это предположение остается преобладающей точкой зрения, с 60-х годов имеются спорные доказательства. Фоулкс, например, сообщил, что во время медленного сна действительно возможно сложное мышление. Раньше участники сообщали о сновидениях в основном после пробуждения от фазы быстрого сна, однако после пробуждения во время медленной фазы фазы Фоулкс спрашивал испытуемых о том, что только что происходило в их головах, а не о том, спят они или нет. Около 50% испытуемых сообщили о той или иной форме сложного мышления. [ 6 ] Более того, эти медленные сны, по-видимому, группировались вокруг определенных стадий сна (стадия 1 и поздние стадии). [ 10 ] Это предоставило доказательства того, что сновидения не ограничиваются и не вызываются механизмами, контролирующими быстрый сон, и что, возможно, со сновидениями связаны совершенно разные области мозга.
Исследование дифференциальных структур мозга может быть проведено путем клинико-анатомических корреляций. Здесь механизмы, связанные с быстрым сном, удаляются, чтобы наблюдать, происходит ли прекращение сновидений, затем удаляются области, которые, как считается, связаны со сновидениями, чтобы увидеть, становится ли невозможным также быстрый сон. [ 6 ] Эти исследования, за исключением природных катастроф, проводятся на животных. Основная проблема с уничтожением быстрого сна заключается в том, что за сознание отвечает соответствующая область — ствол мозга. Поражения, достаточно большие, чтобы полностью остановить быстрый сон, также могут привести к потере сознания. [ 10 ] Однако подтверждающие доказательства пришли с обратной стороны клинико-анатомических корреляций. В совокупности всех зарегистрированных случаев прекращения сновидений (всего 111 случаев) повреждение локализовалось в совершенно другой области мозга, чем ствол мозга. [ 10 ] Кроме того, сохранялся быстрый сон. Помните, что мост имеет решающее значение для быстрого сна. Потеря сновидений происходила только при повреждении высших отделов полушарий головного мозга. Быстрый сон контролируется холинергической активацией моста. Сейчас считается, что сновидения могут быть дофаминергическим процессом, происходящим в лимбической и лобной областях мозга.
Дофаминергическая активация
[ редактировать ]В процесс сновидения вовлечены две основные фронтальные области. Первый затрагивает глубокое белое вещество лобных долей (чуть выше глаз). Основные работающие здесь системы включают мезолимбические и мезокортикальные дофаминергические пути. структурами проходят соединительные волокна Между лобными и лимбическими . Дофаминергический путь начинается от вентральной покрышки , поднимается вверх через латеральный гипоталамус , различные базальные области переднего мозга (базальное ядро, терминальную полоску, оболочку прилежащего ядра) и заканчивается в миндалевидном теле , передней поясной извилине и лобной коре. Повреждение дофаминергического пути приводит к потере сновидений. Более того, химическая стимуляция этого пути (например, с помощью L-ДОФА) увеличивает частоту и яркость сновидений, не влияя на быстрый сон. [ 10 ] Мезолимбические и мезокортикальные пути считаются областями поиска или мотивационными командными центрами мозга. Повреждения приводят не только к потере мечты, но и к утрате мотивированного поведения. [ 6 ] Пересечение или ингибирование дофаминового пути также уменьшает некоторые положительные симптомы шизофрении , многие из которых сравнивают со сноподобными состояниями. Препараты, блокирующие эту систему, обладают антипсихотическим действием, но также уменьшают чрезмерные и яркие сновидения. [ 10 ] Еще одним доказательством того, что сновидения могут возникать независимо от быстрого сна, являются ночные припадки во время медленного сна, которые часто проявляются в виде кошмаров. Активация здесь наблюдается в височной доле , опять же в области переднего мозга. [ 6 ] [ 10 ]
Данные об участии мезолимбических и мезокортикальных дофаминергических путей позволяют предположить, что сновидения возникают при активации мотивационного компонента. Только когда этот путь удален, сны перестают сниться. Эта система может быть активирована механизмами быстрого сна, но также может действовать независимо во время фаз медленного сна.
Перцептивная обработка
[ редактировать ]Другая область, которая, как считается, участвует в возникновении сновидений, — это теменно-затылочно-височное соединение (ВТО). [ 10 ] Это область серой коры головного мозга, участвующая в высших уровнях обработки восприятия. Именно здесь восприятия преобразуются в абстрактные мысли и воспоминания. [ 6 ] ВОМ также жизненно важен для мысленных образов. [ 10 ] Повреждение именно этой области приводит к полной потере сновидений, однако повреждение более низких уровней обработки восприятия приводит лишь к уменьшению аспектов образов сновидений. Это является основанием для предположения, что сновидения включают в себя обратную последовательность событий восприятия. Вместо «снизу вверх» идет «сверху вниз» (более высокие уровни активируют более низкие уровни, а не снизу вверх). Активация мотивационных механизмов мозга обычно направлена на целенаправленные действия. Однако во время сна доступ к двигательной системе блокируется (за счет инактивации дорсолатеральной лобной выпуклости). В результате активация перемещается назад, к областям восприятия. Вот почему сновидец не совершает мотивированных действий, а воображает их. Кроме того, в лимбическом мозге происходит инактивация рефлективной системы, из-за чего сновидец принимает сон за реальность. Повреждение этой области также приводит к неспособности отличить сны от реальности во время бодрствования.
Примечания
[ редактировать ]- ^ Хамфри, М.Э., и Зангвилл, О.Л. (1951) Прекращение сновидений после черепно-мозговой травмы. Журнал неврологии, нейрохирургии и психиатрии, 14, 322.
- ^ Jump up to: а б с Шварц С. и Маке П. (2002). Визуализация сна и нейропсихологическая оценка сновидений. Тенденции в когнитивных науках, 6 (1), 23–30.
- ^ Jump up to: а б с Домхофф Б. и Камия Дж. (1964). Проблемы изучения содержания сновидений по объективным показателям. Архив общей психиатрии, 11 (5) 519-532.
- ^ Браун, А.Р., Томас, Дж., Нэнси, Дж., Гвадри, В.Ф., Карсон, Р.Э., Варга, М., Болдуин, П., Беленький, Г., и Херскович, П. (1998) Диссоциированный паттерн активности в зрительной коре и их проекциях во время сна с быстрыми движениями глаз человека. Наука 279, 91 – 95.
- ^ Jump up to: а б с д и Хобсон Дж. А., Пейс-Шотт Э. Ф. и Стикголд Р. (2000). Сновидения и мозг: на пути к когнитивной нейробиологии сознательных состояний. Поведенческие и мозговые науки, 23(6), 793-842.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Солмс, М. (2005). Интерпретация снов и нейронауки. Нейронаука и теория сновидений Фрейда.
- ^ Стойва, Дж. М. (1965). Постгипнотически внушаемые сны и цикл сна. Архив общей психиатрии, 12 (3), 287–294.
- ^ (Демент В. и Клейтман Н. (1957). Связь движений глаз во время сна с активностью сновидений: объективный метод изучения сновидений. Журнал экспериментальной психологии, 53 (5), 339-346. )
- ^ Jump up to: а б с д Хобсон, Дж. А. 1988. Мозг сновидений: как мозг создает смысл и бессмысленность снов. Основные книги, Нью-Йорк.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Солмс, М. (2000). Сновидения и быстрый сон контролируются разными механизмами мозга. Поведенческие и мозговые науки, 23, 843–850.