Ученые из Washington University in Saint Louis и University of California обнаружили, что небольшие участки мозга могут находиться в состоянии микродремоты, в то время как остальная часть мозга остается бодрствующей. Открытие, опубликованное на портале Nature Neuroscience, проливает свет на ранее неизвестные свойства сна и бодрствования.
Исследование показало, что наиболее надежные сигнатуры состояний мозга обогащены ритмами от 0,1 до 20 Гц. В рамках работы ученые рассматривали возможность того, что фундаментальная единица состояния мозга может иметь масштаб миллисекунд и микрометров. Используя нейронную активность высокого разрешения, зарегистрированную в десяти областях мозга мыши на протяжении 24 часов, исследователи обнаружили, что состояния мозга надежно идентифицируются благодаря быстрой активности.
Состояния сна и бодрствования можно классифицировать на основе нейронной активности, измеренной в миллисекундах и микрометрах. В отличие от традиционных ритмов, это встраивание сохраняется при частотах выше 1000 Гц и остается устойчивым к различным подсостояниям и волновым ряби. Кроме того, отдельные области мозга периодически переключались между состояниями независимо от остальной части мозга, что совпадало с кратковременными изменениями в поведении.
Практическая польза этого открытия:
1. Понимание и лечение нарушений сна: знание о том, что мозг может находиться в состоянии микродремоты, помогает лучше понять механизмы различных нарушений сна, таких как бессонница или нарколепсия. Это открытие может привести к разработке новых методов диагностики и лечения этих расстройств.
2. Улучшение когнитивных функций: понимание того, как мозг управляет своими состояниями, может помочь разработать методы для улучшения когнитивных функций, таких как концентрация, память и обучаемость. Например, можно будет создавать программы тренировки мозга, которые помогут максимально эффективно использовать периоды микродремоты.
3. Нейронные протезы и интерфейсы: исследование показывает, что состояния мозга могут быть детектированы и классифицированы с высокой точностью. Это может быть полезно для разработки нейронных протезов и интерфейсов мозг-компьютер, которые будут более точно взаимодействовать с мозгом и адаптироваться к его состояниям.
4. Психическое здоровье: понимание того, как микродремота влияет на поведение и эмоциональное состояние, может помочь в разработке новых терапий для лечения психических расстройств, таких как депрессия и тревожные расстройства.
Таким образом, открытие микродремоты в мозге открывает новые перспективы для медицины и нейронаук, обещая улучшение диагностики, лечения и общего понимания работы мозга.
