Общеизвестно, что во время сна мозг обрабатывает информацию, полученную за день, включая пережитые события, новые знания и приобретенный опыт.
Тем не менее, недавнее исследование сотрудников Мичиганского университета показало, что нейроны мозга не только работают с памятью, но и “предсказывают” будущее, то есть репетируют действия, которые, вероятно, будут выполнены в предстоящих событиях. Эта особенность была обнаружена у крыс.
Как искусственный интеллект помогает учёным «читать мысли»
Ранее чтение мыслей казалось чем-то из области фантастики, но сегодня это стало возможным благодаря технологиям, позволяющим переводить мысли в текст. Это требует понимания информации, которую воспроизводят определенные участки или нейроны мозга. Отслеживание активности мозга позволяет определить, о чем думает человек или что ему снится в определенный момент. Например, в 2021 году ученые использовали этот метод для выяснения причин, по которым плохие воспоминания забываются, а хорошие остаются в памяти.
Аналогичный подход применили и сотрудники Мичиганского университета в своем недавнем исследовании, используя в работе искусственный интеллект. Их внимание было сосредоточено на гиппокампе, участке мозга, отвечающем за память, опыт и навыки.
Как уже упоминалось ранее, исследование проводилось на крысах. Сначала были зафиксированы показания мозговых волн грызунов перед началом эксперимента, а затем они наблюдались во время выполнения различных задач в лабиринте, требующих активного использования пространственного мышления.
После этого искусственный интеллект сравнил активность каждого отдельного нейрона с активностью остальных нейронов. То есть рассматривалась не изолированная активность нейронов, а их взаимодействие друг с другом. Это помогло ученым максимально точно определить, в каких точках лабиринта какие нейроны были активны у крыс. Более того, по активности отдельных нейронов ученые смогли определить, о каких точках лабиринта думают крысы.
Во время сна мозг предсказывает будущее
Во второй части исследования учёные сумели понять, что снится крысам. Они видели лабиринт, в котором продолжали решать поставленные перед ними задачи. При анализе работы нейронов выяснилось, что животные не только вспоминали прошлые события, но и продумывали возможные новые пути выхода из лабиринта. Этим маршрутом они воспользовались в реальности, когда снова оказались в лабиринте.
Таким образом, нейронная активность крыс во сне отчасти предопределяла их поведение в реальности. Однако точность таких прогнозов была далека от идеала. Тем не менее этих данных хватило, чтобы сделать вывод о наличии связи между сном и будущими планами животных. Важно отметить, что такая связь не прослеживалась на более поздних этапах сна. Об этом исследовании учёные рассказали в журнале Nature.
Остаётся неизвестным, помнили ли крысы свои сны и сознательно принимали решения или же опыт, полученный во сне, оказывал влияние на их поведение на уровне подсознания. Можно предположить, что действия крыс во сне никак не влияли на их поведение в реальном лабиринте. Вероятно, мозг грызунов в похожих ситуациях принимал схожие решения.
Более того, в настоящее время нельзя однозначно утверждать, что мозг человека функционирует так же, как мозг крыс. Тем не менее, согласно мнению исследователей, вероятно, мы также иногда «репетируем» во сне предстоящие события. Для получения более точной информации учёным необходимо провести серию дополнительных исследований. Если окажется, что сделанные выводы верны, то прежние представления о функциях нейронов во время сна были ошибочными, то есть они не только стабилизируют информацию об имеющемся опыте, но и готовят нас к будущему.
В целом же процессы, происходящие в спящем мозге, продолжают оставаться загадкой и вызывают восхищение. Учёные лишь недавно начали приближаться к её разгадке. Например, недавно исследователи выяснили, что во сне мозг остаётся восприимчивым к некоторым словам, которые он не только слышит, но и понимает. Это может означать, что человеческий мозг способен спать «частями».
