Dlaczego podczas snu poruszamy gałkami ocznymi?

Naukowcom ze Stanów Zjednoczonych udało się wykazać, że ruchy gałek ocznych w trakcie snu nie są przypadkowe, a wręcz przeciwnie – są skoordynowane z tym, co dzieje się w wirtualnym świecie snu. Jak wyglądało to badanie i do jakich wniosków prowadzi?

Według nowego badania przeprowadzonego przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco, kiedy nasze oczy poruszają się podczas snu w fazie REM, patrzymy na rzeczy ze świata snów, które stworzył nasz mózg. Odkrycie rzuca nowe światło nie tylko na to, jak śnimy, ale także na to, jak działa nasza wyobraźnia.

Fazy snu – czym jest faza REM?

Sen to tak naprawdę określone fazy pracy mózgu. Wyróżnia się dwie główne fazy snu: NREM i REM. NREM (ang. Non-Rapid Eye Movement) faza wolnofalowa, charakteryzująca się wolnymi ruchami gałek ocznych, nazywana także snem głębokim. Tu organizm odpoczywa najbardziej, dochodzi do tzw. głębokiego wypoczynku. Etap ten pojawia się szybko po zaśnięciu i trwa około 80-100 minut. Druga faza snu to faza REM (ang. Rapid Eye Movement) – czyli faza o szybkim ruchu gałek ocznych. Charakteryzuje się całkowitym rozluźnioniem mięśni. Jest to etap snu, w którym człowiek śni. Fazy te przeplatają się między sobą w normalnym  8-godzinnym śnie, dzieląc się na cykle. Jeden cykl trwa około 90 minut. Im dłużej trwa sen, tym faza głębokiego snu – NREM jest krótsza i bardziej płytka, a faza REM trwa dłużej.

Faza REM – obiektem badań naukowców

Prace nad fazami snu, w szczególności nad tą związaną z marzeniami sennymi – fazą REM, trwają od lat 50. XX wieku. Wiele udało się już wyjaśnić, niemniej nie było wiadomo, skąd bierze się szybki ruch gałek ocznych. Było to tematem wielu dyskusji naukowców na całym świecie. Udało się wykazać, że te ruchy nie są przypadkowe, a wręcz przeciwnie – są skoordynowane z tym, co dzieje się w wirtualnym świecie snu. Badanie, które przeprowadzono obejmowało myszy, niemniej wiele wskazuje na to, że wyniki tych analiz przekładają się także na organizm człowieka. Rezultaty eksperymentu opublikowano w czasopiśmie Science. Głównym badaczem był dr Scanziani.

Łączenie ruchu oczu z kierunkami snu

W drugiej połowie XX wieku niektórzy eksperci wysunęli hipotezę, że ruchy gałek ocznych w fazie REM mogą podążać za scenami ze świata snów. Nie istniały jednak możliwości, dzięki którym można było przetestować te teorie. Wszystko opierało się na eksperymentach, które było bardzo roboczo konstruowane, mianowicie – zwracając uwagę na kierunek oczu śniącego, budzono go, aby zapytać, gdzie patrzy we śnie. Nic dziwnego, że wnioski płynące z tego eksperymentu dawały wątpliwe wyniki. Ponadto wielu badaczy przypisało ruchy oczu w fazie REM przypadkowej funkcjonalności, jak np. ruch w celu nawilżenia gałek o śluzówkę powiek.

Wyniki badań nad ruchem oczu w fazie REM

Biorąc pod uwagę znacznie bardziej zaawansowaną technologię, dr Scanziani, wraz ze swoim współpracownikiem dr Yutą Senzai, byli w stanie przyjrzeć się komórkom „kierunku głowy” w mózgach myszy, które również doświadczają snu w fazie REM. Komórki te działają jak kompas, a ich aktywność pokazuje badaczom, w którym kierunku mysz postrzega siebie jako kierunek.

Jednocześnie rejestrowano dane z tych „komórek kompasowych” na temat kierunków poruszania się myszy, jednocześnie monitorując ruchy ich gałek ocznych. Porównując je, odkryli, że kierunek ruchów gałek ocznych i ich wewnętrznego kompasu, gdy mysz jest przebudzona i porusza się, był dokładnie tak samo dopasowany podczas snu w fazie REM.

Idealnie harmonijny fałszywy świat

Dr Scanziani interesuje się „mózgiem generatywnym”, czyli zdolnością do tworzenia – kreowania przedmiotów i scenariuszy. Według badacza: „Jedną z mocnych stron ludzi jest zdolność łączenia naszych rzeczywistych doświadczeń z innymi rzeczami, które nie istnieją w chwili obecnej i mogą nigdy nie istnieć” – powiedział. „Ta zdolność generatywna naszego mózgu jest podstawą naszej kreatywności”.

Jednak trudno jest badać ten rodzaj funkcji mózgu, ponieważ wymaga on zaglądania do jego wnętrza, gdy rozwija on nowe doświadczenia i pomysły bez udziału zmysłów. Śnienie zapewnia właśnie taką możliwość. Zespół Scanzianiego odkrył, że te same części mózgu – a jest ich wiele – koordynują się zarówno podczas snu, jak i czuwania, uwiarygodniając ideę, że sny są sposobem integracji informacji gromadzonych w ciągu dnia. Jak te regiony mózgu współpracują ze sobą, aby wytworzyć tę zdolność generatywną? To jest tajemnicą, którą dr Scanziani planuje nadal rozwikłać.