Нов поглед в спящия мозък

Комбинирането на ЕЕГ и спектралния анализ разкрива фини промени

Така наречената мултитаперна спектрограма показва повече подробности за мозъчните трептения по време на нощния ни сън, отколкото конвенционалната ЕЕГ. © Майкъл Прера
чете на глас

Сложни модели: Нов метод за анализ на текущия мозък показва дейността на нашия спящ мозък по-всеобхватно и по-подробно от преди. Комбинацията от електроенцефалограма (ЕЕГ) със спектрален анализ на тези вълни разкрива сложното взаимодействие на различни мозъчни мрежи и също така разкрива неизвестни досега модели на активност - например точно преди потапянето ни в сън на съня.

Въпреки че прекарваме по-голямата част от живота си в сън, това състояние все още е частично проучено. Така че вече знаете, че мозъкът ни използва това време, за да отстрани отпадъчните продукти и да калибрира синапсите, отглеждани през деня - предпоставка за по-нататъшно обучение.

"Суровият" ЕЕГ не показва всичко

Досега изследователите са изследвали нощния сън и последователността на различните фази на съня, особено с помощта на ЕЕГ. Промените в записаните мозъчни вълни отразяват дали сме дълбоко в сън, мечтаем ли за REM сън или преживяваме кратка фаза на събуждане. Въпреки това, анализът на вълновите модели е сложен: линиите, които се записват в множество песни, се оценяват през интервали от 30 секунди за специфични модели, характерни за фазите на съня.

Проблемът: „Поради практически ограничения, тези техники опростяват начина, по който се описва сънят - губят се огромни количества информация“, казва водещият автор Майкъл Прера от Масачузетската болница в Чарлзтаун. По-скоро линейната оценка затруднява разбирането например на сложното взаимодействие на различните мозъчни мрежи.

Типични модели на мозъчна активност при събуждане, дълбок сън и REM сън. © Майкъл Прера

Цветни шарки вместо линейни вълни

„Затова искахме да намерим по-всеобхватен начин да характеризираме мозъчната дейност по време на сън“, казва Прерау. Идеята: да се оценят данните на ЕЕГ чрез така наречения многосекунден спектрален анализ. „На фундаментално ниво мозъчните ни вълни са нищо друго освен вълни и трептения, а спектралният анализ не прави нищо друго, освен да анализира тези вълнови модели“, казват изследователите. показ

Голямото предимство: спектралният анализ също така открива фини промени в EEG моделите и ги прави видими като цветни шарки и зони. Изследователите сравняват този метод с действието на призмата, която разделя бялата светлина на нейните компоненти. По подобен начин спектралният анализ разкрива колебанията зад вълновите модели на ЕЕГ, като по този начин разкрива активността на специфични мозъчни мрежи по време на сън.

Атлас на нашия спящ мозък

Какво се случва в мозъка по време на съня ни, изследователите са събрали в мозъчен атлас, създаден с този метод. Тя показва типичната, променяща се взаимодействие на мозъчните зони през нощта, както и как тези модели се различават при различните хора.

Познаването на индивидуалните характеристики на моделите на сън е важно, например за разграничаване на нарушенията на съня или неврологични аномалии от нормалния диапазон на вариация. Затова изследователите се надяват, че новият им метод ще улесни диагностиката и изучаването на нарушения на съня.

Но мозъчните изследвания също са от полза: дори при първите си тестове изследователите откриха нови, неизвестни досега модели в нощните мозъчни вълни. Например, само няколко минути преди да се потопите в съня на съня, има специални прекъсвания на вълната в нискочестотния алфа диапазон, които съобщават за скоро да започне REM фаза. (Физиология, 2016; doi: 10.1152 / физиол.00062.2015)

(Обща болница в Масачузетс, 14.02.2017 - НВО)