Аспирантка Auburn University Джошита Маджумдар в течение 76 недель 104 раза проходила МРТ-сканирование, параллельно фиксируя сон с помощью кольца-трекера. Предварительный анализ показал связь между структурой сна и уровнем глутамата в мозге на следующий день, но данные пока получены только у одного участника.
104 сканирования в обычном ритме жизни
Исследование проводят Маджумдар, аспирантка кафедры электротехники и компьютерной инженерии Auburn University, и её научный руководитель Гопикришна Дешпанде, профессор той же кафедры. Для работы использовали 7-тесловый МРТ-сканер в центре нейровизуализации университета.
За 76 недель Маджумдар прошла 104 сеанса продолжительностью около 90 минут. Обычно она приходила на сканирование по вторникам и четвергам примерно в 19:30. Учёные не устанавливали заранее обязательное число сеансов: решение продолжать работу принимали постепенно, ориентируясь на состояние участницы.
Цель такого подхода — наблюдать не последствия намеренного лишения сна, а изменения, возникающие в повседневной жизни. Предыдущие работы о связи вариативности сна и химии мозга часто строились на контролируемом недосыпе; в этом случае участница продолжала обычную учёбу и повседневные дела.
Помимо МРТ, Маджумдар вела записи о питании и носила кольцо для отслеживания сна. Это позволило сопоставить параметры сна каждой ночи с результатами сканирования следующего дня и искать повторяющиеся закономерности на длинной временной дистанции.
Какая связь обнаружена со сном
Как сообщили исследователи, при анализе 104 сеансов ночи с меньшей долей глубокого сна и большей долей лёгкого сна обычно сопровождались более высоким уровнем глутамата на следующий день. Глутамат — аминокислота, выполняющая роль химического посредника в мозге.
Маджумдар ранее сравнивала этот результат с процессом удаления из мозга побочных продуктов, которые накапливаются в периоды бодрствования. Однако это объяснение приведено как её интерпретация: собранные данные показывают связь показателей сна и уровня глутамата, а не доказывают, что один фактор непосредственно вызывает другой.
Зачем во время МРТ включали «Друзей»
Чтобы участница могла провести в шумном и тесном аппарате полтора часа, во время каждого сеанса ей показывали видео. Маджумдар подготовила четыре 10-минутных ролика из сцен разных эпизодов сериала «Друзья», который выходил с 1994 по 2004 год. Для неё этот сериал стал знакомым и эмоционально значимым ещё в период адаптации в США после переезда из Калькутты, Западная Бенгалия, куда она приехала в 2016 году для магистратуры по инженерному делу в University of Georgia с акцентом на механическую инженерию.
В ролики вошли сцены разного эмоционального тона, в том числе эпизоды ко Дню благодарения с темами семьи, дружбы и общения. Такой формат относится к «натуралистическим» МРТ-наблюдениям: вместо строго заданного задания человек воспринимает более близкий к реальной жизни материал.
Кроме того, во время каждого сканирования включали примерно четырёхминутный клип на песню «Love You Zindagi» из болливудского фильма Dear Zindagi 2016 года. Выбор также был связан с образами друзей и семьи, а для Маджумдар — с воспоминаниями об Индии.
Исследовательница учитывала и бытовые условия, способные влиять на самочувствие. Например, после одного случая головокружения она стала выдерживать паузу от 90 минут до двух часов между едой и входом в сканер. В вечерних сеансах ей иногда приходилось бороться с сонливостью, поскольку по условиям эксперимента большую часть времени нужно было держать глаза открытыми.
Что будет дальше
Команда продолжает обрабатывать данные и рассчитывает привлечь больше участников. При этом для будущих добровольцев частоту сканирований, вероятно, снизят по сравнению с графиком Маджумдар.
Также Маджумдар планирует применять ИИ и другие инструменты, чтобы попытаться выделять переживаемые во время сеансов эмоции и сопоставлять их с процессами в мозге. Пока это направление обозначено как будущая работа, а не как полученный результат.
Длительное наблюдение показывает, как можно изучать сон и химию мозга вне модели искусственного недосыпа. Но выводы пока основаны на данных одной участницы, а анализ материалов ещё продолжается, поэтому для обобщений потребуются исследования с более широкой выборкой.
Читайте так же:
- Клетки мозга крыс, обученные выполнять задачи искусственного интеллекта в рамках новаторского исследования
- Искусственный интеллект для распознавания лиц обучен работать с медведями
- Муравьи работают эффективнее, когда их группа становится больше
