Швейцарские нейробиологи из Лозаннского университета рассказали в журнале Current Biology о том, что во время быстрого сна (REM) мозг не просто перестает реагировать на окружающий мир, а целенаправленно перераспределяет ресурсы восприятия в пользу сигналов от собственного тела. У спящих людей реакция мозга на звуки постепенно слабеет по мере погружения в более глубокие фазы сна, тогда как реакция на удары собственного сердца, наоборот, усиливается. Авторы предлагают новый показатель – «аудио-кардио индекс», отношение силы реакции на звук к реакции на сердцебиение – который безошибочно определяет, в какой именно стадии сна находится человек даже без анализа движений глаз или других поведенческих признаков.
Графическое представление работы. Credit: Jacinthe Cataldi et al. in Current Biology
Мозг непрерывно обрабатывает то, что происходит снаружи – звуки, свет, прикосновения (одним словом, экстероцепция), и то, что происходит внутри тела – сердцебиение, дыхание, работу внутренних органов (интероцепция). Как он распределяет внимание между этими потоками в разных состояниях сознания, оставалось плохо изученным.
Быстрый сон – идеальная модель для этого вопроса. С одной стороны, электрическая активность мозга во время REM-сна напоминает бодрствование, с другой – человек в этот момент почти полностью отключен от внешнего мира и переживает яркие сновидения. Причем REM-сон неоднороден, он состоит из двух чередующихся микросостояний – тонической фазы, более стабильной физиологически, и фазической, для которой характерны вспышки быстрых движений глаз, полная атония мышц, скачки сердечного ритма и нерегулярное дыхание. Порог пробуждения и поведенческая реакция на внешние стимулы постепенно снижаются от бодрствования к тонической, а затем к фазической фазе REM-сна. Но оставался открытым принципиальный вопрос – означает ли это общее снижение чувствительности мозга ко всему подряд, или, наоборот, мозг просто перенаправляет ресурсы восприятия с внешнего мира на сигналы собственного тела?
В исследовании участвовали 25 здоровых добровольцев. Каждому испытуемому в отдельный день записывали ЭЭГ во время бодрствования, а также в течение трех ночей подряд во сне. В обоих случаях через наушники подавали равномерную последовательность звуковых щелчков и параллельно записывали ЭКГ, что позволило рассчитать два типа электрических откликов мозга: на звук (AEP) и на удар сердца (HEP, привязанный к пику ЭКГ). Для сравнения силы реакций использовали показатель GFP – суммарную интенсивность отклика по всем электродам, не зависящую от конкретной точки на черепе.
Реакция мозга на звук закономерно ослабевала по мере углубления сна. Самой сильной она была при бодрствовании, промежуточной – в тонической фазе REM, и наиболее слабой – в фазической. При этом во время тонического REM-сна ранний компонент реакции задерживался по времени, но сохранял структуру, похожую на бодрствование (то есть мозг все еще обрабатывал звук, просто медленнее). В фазической же фазе поздние компоненты ответа резко ослабевали при сохранении раннего компонента, что говорит о том, что сохраняется лишь самая базовая, рудиментарная реакция на звук.
С реакцией на сердцебиение картина внезапно оказалась прямо противоположной. Форма отклика на удар сердца оставалась стабильной во всех состояниях, а его сила не только не падала, но и заметно росла во время REM-сна по сравнению с бодрствованием, причем как в тонической, так и в фазической фазе, без значимой разницы между ними. Чтобы исключить банальное объяснение (не изменился ли просто сам ритм сердца), авторы отдельно проверили, связана ли сила реакции с длительностью интервалов между ударами сердца или их изменчивостью. Связи не нашли, то есть усиление реакции мозга на сердцебиение отражает именно изменение обработки сигнала, а не изменение самого сигнала.
Ключевым результатом стал «аудио-кардио индекс» – отношение силы звуковой реакции к сердечной. В отличие от каждого показателя по отдельности, этот индекс безошибочно различил все три состояния – бодрствование, тонический и фазический REM-сон. Сама по себе звуковая реакция не могла отличить бодрствование от тонического REM, а реакция на сердцебиение не могла отличить тоническую фазу от фазической, и только их соотношение улавливало полную, непрерывную картину – постепенный сдвиг от «внешне ориентированной» обработки при бодрствовании к «внутренне ориентированной» в фазическом REM-сне.
Авторы связывают находки с феноменологией сновидений – тоническая фаза REM ассоциируется с более «мыслеподобными», спокойными переживаниями, фазическая – с яркими, эмоционально насыщенными и телесно окрашенными снами. Сочетание сниженной чувствительности к внешнему миру с усиленной обработкой внутренних сигналов может создавать условия, благоприятные для такого внутренне генерируемого опыта. Авторы также предполагают функциональный смысл сохранности сердечной реакции. Мозг, по всей видимости, продолжает отслеживать физиологически значимые события, способные потребовать пробуждения или компенсаторного ответа, даже когда человек полностью отключен от внешнего мира.
Помимо фундаментальной науки есть и практическая ценность работы. Предложенный индекс не требует поведенческого ответа испытуемого и может пригодиться там, где обычные тесты на реакцию невозможны – например, при общей анестезии или в оценке пациентов с нарушениями сознания, включая кому, где сохранность реакции на сердечные сигналы уже связывали с более благоприятным прогнозом.
Текст: Анна Хоружая
Sensory processing reallocation from auditory to cardiac signals in REM sleep by Jacinthe Cataldi et al. in Current Biology. Published August 2026
DOI: 10.1016/j.cub.2026.07.024
Читайте материалы нашего сайта во ВКонтакте, Одноклассниках, Яндекс-Дзен и каналах в Telegram и MAX
