Особый вид активности мозга, называемый сигма-ритмом, или сонными веретёнами, во время сна закрывает путь внешнему шуму к слуховому анализатору в коре. Другой вид активности, К-комплекс, действует наоборот: он активирует слуховые центры мозга, если до спящего человека доносится какой-то звук.

Во время сна мозг ставит барьер между собой и окружающей средой, во избежание ненужного беспокойства. Однако этот барьер, как все мы знаем, можно преодолеть — например, с помощью будильника. Очевидно, мозг не полностью отрешается от внешней среды: звуковые сигналы всё-таки доходят до слухового анализатора, а мозг каким-то образом решает, просыпаться в ответ на звуковой раздражитель или нет. Исследователи из Льежского университета (Бельгия) выяснили, как спящий мозг реагирует на внешний шум.

В своей работе учёные использовали комбинацию методов функциональной МРТ и обычной электроэнцефалографии. Спящий мозг, как известно, демонстрирует специфическую электрическую активность, которая изменяется с течением сна. Эксперимент состоял в том, чтобы сопоставить изменения в электрических волнах спящего мозга с активностью его слухового анализатора в момент, когда спящий будет слышать какой-то звук.

Как пишут авторы в журнале PNAS, слуховые центры мозга во время сна действительно активны, то есть спящий слышит, что происходит. Но контроль над восприятием звуковой информации осуществляют два вида «сонной» электрической активности. Во время фазы медленного сна на ЭЭГ можно наблюдать особый ритм, называемый сонными веретёнами, или сигма-ритмом. Эти веретёна закрывают путь звуку к слуховому анализатору: если спящий слышит шум одновременно с активностью сонных веретён в мозгу, его слуховые центры не реагируют.

Рис. 1. ЭЭГ спящего мозга во время второй фазы медленного сна (фото James Holmes).

Но вместе с сигма-ритмом в фазе медленного сна на ЭЭГ проявляется так называемый К-комплекс. Этот вид мозговой активности возникает как спонтанно, так и в ответ на внешний шум. Как показал эксперимент, если спящий услышит звук одновременно с появлением К-комплекса, звуковая информация дойдёт до слухового анализатора, и если это был, например, звук будильника, мозг примет решение проснуться. Возникновение К-комплекса в ответ на звук, а также совпадение шума и спонтанного появления К-комплекса приводят к заметной активации слуховых центров в мозгу. Но при этом в момент сонных веретён ни о каком К-комплексе не может быть и речи.

По словам исследователей, сигма-ритм (сонные веретёна) мог возникнуть именно как предохранитель, чтобы спящий мозг не дёргался по пустякам и продолжал обрабатывать и перезаписывать информацию, полученную за время бодрствования.