Как эврика случается во сне?

Одной Пасхальной ночью 1920 года фармаколог Отто Леви внезапно проснулся, озаренный блестящей идеей, записал ее на клочке бумаги и снова погрузился в сон. Увы, наутро он не смог ничего разобрать в своих каракулях. Но следующей ночью идея, к счастью, вновь его посетила во сне. Это был дизайн простого эксперимента для проверки гипотезы о том, что нервные клетки общаются друг с другом при помощи химических веществ – нейромедиаторов. Он выдвинул эту гипотезу еще 17 лет назад, но только теперь понял, как ее можно доказать: поместить два бьющихся лягушачьих сердца в разные камеры, у одного из них «отключить» блуждающий нерв, а другому простимулировать этот нерв, чтобы сердце замедлило биение, затем перелить от него жидкости к первому сердцу и посмотреть, замедлится ли и оно, как если бы нерв работал. Леви тотчас вскочил из кровати и отправился в лабораторию. Сердце замедлилось. За эту работу в 1936 году ученый получил Нобелевскую премию.

Отто Леви в кругу ассистентов, Австрия, 1935 год. Полученную на следующий год Нобелевскую премию, увы, пришлось отдать Третьему рейху, иначе фашисты не выпускали его из страны. Фото: Österreichisches Institut für Zeitgeschichte.

Спустя почти сто лет после того судьбоносного сновидения наука хорошо знает, что сны способствуют творческой мысли и нередко приводят к гениальным озарениям. И у Пенелопы Льюис из Кардиффского университета (Уэльс, Великобритания) есть теория, объясняющая эту связь снов и креативности. В научной статье, написанной совместно с коллегами из Венгрии и США, объясняется, как быстрая и медленная фазы сна вместе помогают нам отыскать неочевидные связи между известными фактами и найти неожиданные решения для головоломных задач.

Когда вы засыпаете, вы погружаетесь в фазу медленного сна, которая включает в себя неглубокий сон, занимающий половину всего сонного времени, и глубокий медленный дельта-сон, во время которого миллионы нейронов возбуждаются одновременно и сильно. «Это то, чего никогда не увидишь в состоянии бодрствования, – говорит Льюис. – Вы находитесь в глубоком физиологическом состоянии сна, и вам будет совершенно не весело, если вас в это время разбудят».

Во время глубокого сна мозг воспроизводит воспоминания. Те же нейроны, что возбуждались днем, когда вы бежали крыской по лабиринту, спонтанно загораются ночью, когда вы спите, причем примерно в том же порядке. Эти повторы помогают консолидировать и усиливать новоприобретенные воспоминания, интегрируя их в уже имеющийся опыт. Но также они помогают мозгу делать обобщения на основе частностей.

«Скажем, у вас есть воспоминания о днях рождения, – объясняет Льюис. – В каждом из них присутствуют подарки, торт и, возможно, шарики. Зоны мозга, представляющие эти объекты, будут сильнее активированы, чем зоны, представляющие людей, которые были на каждой из вечеринок, или иные переменные». Со временем детали могут стираться из памяти, но суть остается. Вот примерно так и формируется ваше представление о том, что такое день рождения.

Процесс идет постоянно, но наиболее активно во время глубокого сна, полагает Льюис.
Он обеспечивается тесной связью между гиппокампом, который удерживает воспоминания о событиях и местах, и неокортексом, который хранит память о фактах, идеях и концепциях. Идея Льюис состоит в том, что гиппокамп подстегивает неокортекс к воспроизводству тематически связанных воспоминаний – например, о событиях, происходящих в одном и том же месте. Так неокортексу намного легче заниматься обобщенными темами.

Во время же фазы быстрого сна – той самой, когда ваши глазки так и бегают под веками, – активность нейронов снижается и рассинхронизируется, их возбуждение теперь хаотично: разные части неокортекса активируются в случайном порядке. Тем временем ацетилхолин – тот самый нейромедиатор, который Отто Леви идентифицировал в своих навеянных сном опытах, – заполоняет мозг, и связь гиппокампа с неокортексом из тесной превращается в лабильную: контакты между нейронами теперь легче формируются, усиливаются или ослабляются.

Эти свойства позволяют неокортексу неосознанно искать сходства между непохожими, на первый взгляд, и неродственными концепциями – например, движением планет вокруг Солнца и движением электронов вокруг атомного ядра. И если вы Нильс Бор и долго размышляли, как же эти электроны ведут себя в атоме, то вам может присниться сон, как будто вы очутились на Солнце и планеты вокруг вас шастают, и тогда вы просыпаетесь, осененные гениальной догадкой, и идете получать Нобелевскую премию.

«Предположим, вы работаете над какой-то проблемой и вдруг застопорились, – нагоняет страху Льюис. – Во время фазы быстрого сна неокортекс проигрывает абстрактные, упрощенные элементы этой проблемы, но вместе с ними случайным образом активируются и другие штучки. Затем он усиливает общности между этими детальками. Когда на следующий день вы просыпаетесь, это легкое усиление может позволить увидеть вашу проблему немного под другим углом – и решить ее!»

Одни ученые полагают, что для креативности принципиальное значение имеет фаза медленного сна, другие – что фаза быстрого сна. Льюис и коллеги утверждают, что обе фазы важны: медленный сон извлекает идеи, а быстрый связывает их. Цикл повторяется каждые полтора часа в спящем мозге, и на протяжении ночи или нескольких ночей гиппокамп и неокортекс то объединяют свои усилия, то работают раздельно, мурыжа абстракции и складывая из них пазлы.

«Ежели вы работаете над сложной проблемой, оставляйте себе достаточное количество ночей для сна, – советует Льюис. – Особенно если вы пытаетесь размышлять над некой задачей, требующей неординарного решения. Здесь спешка ни к чему».

Хотя эта теория местами подкреплена весомыми данными, есть все же некоторые моменты, требующие проверки. К примеру, заявление о том, что гиппокамп подстегивает неокортекс к воспроизводству связанных воспоминаний и формированию обобщений во время медленного сна, пока не имеет однозначного подтверждения. Да, вполне возможно, если вас попросить запомнить набор слов: «ночь», «тьма», «уголь», «дыра», «ежевика», «негр» – и затем переспать с ним, то, проснувшись, вы ошибочно припомните, что в списке было и слово «черный». Однако есть и исследования с противоположными результатами – отрицательной связью медленного сна с ложными воспоминаниями.

«Уверена, что теория не стопроцентно верная, – хихикает Пенелопа Льюис. – Однако ж мы получили ряд свежих результатов в ее поддержку, хи-хи-хи». В настоящее время она участвует в создании искусственного интеллекта, обучение которого происходит по излагаемым ей принципам работы спящего мозга, «со стадией абстрагирования и стадией связывания». Быть может, однажды этот интеллект вдруг проснется, осененный гениальной идеей, как сделать мир лучше. И уничтожит человечество. И получит Нобелевскую премию.


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: The Atlantic
Научная статья: Trends in Cognitive Sciences (Lewis et al., 2018)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вам понравилось его читать и вы хотите поделиться информацией с друзьями и подписчиками, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. С уважением, Батрахоспермум.

Вас также могут заинтересовать статьи:
Что снится электроугрю? О сновидениях животных
Отдыхограмма выявила полудрему мозга
Суточные циклы влияют на развитие зубов


Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение