Транскраниальная магнитная стимуляция предскажет сознание

18 февраля 2019

Мозговая активность людей, которым снились сны в течение глубокой фазы сна (NREM-сон), по сравнению с теми, кому сны не снились, ближе к мозговой активности бодрствующих людей. Исследователи из Университета Альто и Универститета Висконсина использовали этот факт и ТМС-ЭЭГ устройство, которое сочетает транскраниальную магнитную стимуляцию и ЭЭГ, чтобы исследовать то, можно ли по ответам спящего мозга на воздействие магнитной катушки узнать, есть ли у человека сознание. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

ТМС-вызванный ЭЭГ-ответ

Когда длительность NREM-сна достигала по крайней мере трех минут, исследователи давали магнитный импульс, который индуцировал слабое электрическое поле и активировал нейроны. После серии импульсов испытуемый просыпался от звука будильника. Затем его спрашивали, снилось ли ему что-нибудь, и просили описать содержание сна.

«Традиционно считалось, что сны появляются только в фазе быстрого движения глаз (REM-сне) и лучше запоминаются после нее. Как бы то ни было, как демонстрирует наше исследование, испытуемые, просыпаясь от NREM-сна, также могут припомнить свои сны более чем в половине случаев. ЭЭГ же показывает, что вызываемая импульсами ТМС активность мозга оказывается более коротковолновой у тех, кто не находится «в сознании», чем у людей, которым снятся сны.. Мы также наблюдали, что чем дольше длился сон, тем больше ЭЭГ напоминало таковую у бодрствующего человека», — объясняет постдок Якко Ньеминен (Jaakko Nieminen).

Исследователи считают, что такая оценка сознания может помочь в лечении больных с повреждениями головного мозга.

Доктор Ньеминен выполнил измерения со своей коллегой-исследователем Оливией Госсерис (Olivia Gosseries) в Центре сна и сознания Университета Висконсина-Мэдисона ( University of Wisconsin-Madison Center for Sleep and Consciousness). Исследование возглавил Джулио Тонони (Giulio Tononi), один из наиболее известных в мире исследователей сознания. Измерения продолжались в течение 40 ночей и охватили 11 участников.

Из-за проблем со сном и другими сложностями надежные данные удалось получить только от полудюжины испытуемых. В течение ночи они просыпались максимум 16 раз.

«Сознание в различных физиологических состояниях (в течение бодрствования, сна, наркоза, вегетативного состояния) ранее уже было исследовано при помощи ТМС-ЭЭГ измерений. Мы хотим исключить все другие отличия, относящиеся к другим состояниям так быстро, как это только возможно, и для этого мы сфокусировались на узком физиологическом состоянии: NREM-сне», — отмечает Ньеминен.

Транскраниальная магнитная стимуляция уже используется в таких областях, как лечение депрессии и боли. Согласно словам доктора Ньеминена, в будущем точные данные, предоставляемые ТМС-ЭЭГ исследованиями о состоянии сознания, могут также помочь, например, в лечении пациентов с повреждениями головного мозга, утративших способность к коммуникации.

Текст: Алексей Паевский

Consciousness and cortical responsiveness: a within-state study during non-rapid eye movement sleep by Jaakko O. Nieminen, Olivia Gosseries, Marcello Massimini, Elyana Saad, Andrew D. Sheldon, Melanie Boly, Francesca Siclari, Bradley R. Postle & Giulio Tononi in Scientific Reports 6, Article number: 30932 (2016)

doi:10.1038/srep30932