Przeciętny człowiek śni 100 minut każdej nocy. W wieku 60 lat każdy z nas spędził ponad cztery lata swojego życia na marzeniach sennych. Ataki gigantycznych pająków, uczucie niekończącego się upadku z wysokości, deszcz, fruwanie... Nasze sny zdają się odpowiadać uniwersalnym wzorcom.

90 proc. naszych marzeń sennych składa się z elementów banalnych: to rozmowy i inne interakcje z ludźmi, których znamy (rodzina, przyjaciele, koledzy). A jednak sny, które uderzają nas najbardziej, zawierają w większości dziwne lub niepokojące elementy. Lepiej je pamiętamy, bo ich dziwactwa uderzają nas jeszcze długo po przebudzeniu.

Od czasów Józefa Egipskiego i jego krów chudych i tłustych oraz kłosów pełnych i pustych, które przyśniły się faraonowi, poczyniliśmy wielki postęp w analizie i rozumieniu zjawiska tajemniczego z natury, jakim jest sen. Spać musi każde zwierzę, nawet takie, u którego nie dopatrzysz się ni krzty mózgu, jak meduza. Więc w samym długotrwałym i jakoś skorelowanym z rytmem dobowym spoczynku organizmu nie chodzi o „regenerację mózgu”, a przynajmniej nie tylko o nią. Sen, w znaczeniu „spanie” jest zatem starszy niż mózg, jak wykazali w 2017 roku doktoranci z CalTech w Pasadenie (USA), kierowani przez prof. Leę Goentoro [1].

Sny bada się naukowo rozlicznymi metodami. Skupia się nad nimi nie tylko freudowska psychoanaliza (zresztą często krytykowana z innych pozycji psychologicznych, do czego jeszcze powrócę), ale przede wszystkim neurobiologia i neurologia, psychiatria czy wreszcie filozofia. Nie potrafię powiedzieć, czy w objaśnianiu znaczenia snów dzisiejsi profesorowie są skuteczniejsi od Józefa Egipskiego, ale wiem na pewno, że potrafią znacznie więcej powiedzieć o samym zjawisku snu i śnienia.

Kot Jouveta to nie kot Schrödingera

Neurofizjologię snów zawdzięczamy pracy badaczy takich, jak Nathaniel Kleitman, Eugen Aserinsky i William Dement ze Szkoły Chicagowskiej (1953–1958). To oni w 1953 roku odkryli fazę REM – jej nazwa pochodzi od jej głównego objawu (język angielski: rapid eye movement – polski: szybki ruch oczu). Według tych badaczy to najgłębsza faza spoczynku – faza snów. Następuje ona po fazie powolnej snu, zaś cały okres nieświadomego spoczynku składa się z czterech do sześciu cykli, z których każdy obejmuj od 10 do 15 minut fazy REM.

Udzielili oni podstawowych odpowiedzi na pytania o fizjologiczną funkcję snów. Np. w eksperymentach tych uczonych okazało się, że jeśli obudzić ludzi w fazie REM, w 4 na 5 przypadków pamiętają swój sen. Rozbudzani w innych fazach na ogół nie pamiętali swych snów. Aczkolwiek w latach 60. David Foulkes wykazał, że będziemy pamiętać sny rozbudzani w dowolnej fazie, o ile zmienimy pytanie w stosownej ankiecie. Zamiast pytać: „co ci się śniło?” (działające tylko w fazie REM), należy pytać: „o czym myślałeś przed rozbudzeniem?” i wszystko gra!

Kilka lat później Michel Jouvet zauważył, że markery aktywacji ośrodkowego układu nerwowego (zdesynchronizowany encefalogram, czyli pozornie „chaotyczna” aktywność elektryczna mózgu, szybkie ruchy oczu) kontrastują z atonią mięśni posturalnych, jakby ciało znalazło sposób, aby nie robić tego, o czym sennie marzy. Jouvet zidentyfikował struktury pnia mózgu odpowiedzialne za ten senny paradoks, a następnie uzyskał model kota, który wykazuje sen REM bez atonii po uszkodzeniu tzw. miejsca sinawego w pniu mózgu.

Zachowania u tych śpiących zwierząt wyglądały jak przeżywane sny (prawdopodobnie, no bo skąd Jouvet wiedział, o czym śni kot?) i były bardzo podobne do zachowań czuwającego kota. Zatem w fazie REM koty Jouveta wędrują, myją się, atakują fikcyjne myszy, tak jak wtedy, gdy wcale jeszcze nie spały. To ta praca naukowa stała się początkiem twierdzenia, że faza REM jest równoznaczna z marzeniem sennym i to odtąd „śniły” w laboratoriach nie tylko koty, ale i eksperymentalne kury czy psy.

Ruchliwe oko a virtual reality

Czy istnieje związek między owymi szybkimi ruchami oczu REM a wyobrażeniami sennymi? Odpowiedzi próbowała udzielić tzw. hipoteza skanowania. Czy ruchy te omiatają wizualne obrazy snów, czy występują przypadkowo jako markery aktywacji mózgu?

Fizjologicznie, szybkie ruchy gałek ocznych pełnią funkcję nawilżania powierzchni oka, „rozgrzewania” mózgu lub stymulowania, ewentualnie stabilizowania obwodów nerwowych. Argumentem przeciwko hipotezie skanowania jest obecność REM u niewidomych od urodzenia, którzy nie mają doświadczenia wzrokowego podczas snów. Także płód i niemowlęta wykonują dużo ruchów gałek ocznych w fazach niespokojnego snu (prekursor snu REM), kiedy jeszcze nie widzą wcale lub bardzo niewiele.

Z drugiej strony, w 1986 roku Carlos Schenck i Mark Mahowald zidentyfikowali zaburzenie snu, gdzie ludzie byli niczym koty Jouveta: mieli wyraźne aktywności ruchowe podczas snu REM. Obserwowana aktywność jest bardzo często brutalna i naśladuje ruchy ataku lub obrony. Analizująca nagrania ze snów owych pacjentów Isabelle Arnulf zaobserwowała spójność między ruchami ciała (zwłaszcza rąk) a kierunkiem ruchów oczu. Wyniki te odzwierciedlałyby obecność generatora jednocześnie wyzwalającego obrazy senne, ruchy ciała i szybkie ruchy oczu, trochę jak w rzeczywistości wirtualnej. U ludzi bez tego zaburzenia, brak w fazie REM tejże aktywności ruchowej.

A dziś co odkrywają następcy Szkoły Chicagowskiej? By zacząć od publikacji najświeższych, na łamach „eLife” z sierpnia tego roku, grupa uczonych z University of California w Berkeley pod kierunkiem Roberta T. Knighta wykazała, że w choć fazie REM spoczynku, nasz mózg jest niemal równie „hałaśliwy”, czy nazwijmy to – „pobudzony”, co podczas pełnej aktywności, to po raz pierwszy odróżnili w tym „hałasie” sygnaturę snu REM od innych aktywności. Co pozwoliło im odróżnić sen od czuwania jedynie spoglądając na wydruk z maszyny mierzącej aktywność elektryczną mózgu [2]. Może to pomóc w określeniu rokowania u pacjentów w śpiączce i pozwolić na badanie wpływu znieczulenia na sen.

Czy można powiedzieć, że zobaczono sen? W taki sam sposób, w jaki siedząc w kanciapie kinooperatora i słysząc charakterystyczny trzask projektora, „oglądamy” film. Ale to wcale nie jest mało. A dla przyszłych marzeń o świadomym wpływie na sen, czy sterowaniu snami, to dokładnie realny kamień węgielny. Do tej pory lekarze mogli rozróżnić sen REM tylko poprzez rejestrację szybkiego ruchu gałek ocznych i napięcie mięśni, ponieważ nasze ciała rozluźniają się podczas ogólnego spoczynkowego „paraliżu ciała”, aby uniemożliwić nam spełnianie naszych snów.

Jak zauważają autorzy tego badania: „Naprawdę mamy teraz metryczkę, która precyzyjnie określa, kiedy jesteś w fazie REM. Jest to uniwersalna miara bycia nieświadomym. (…) A jeśli zmierzymy tę prostą sygnaturę elektryczną, po raz pierwszy możemy dokładnie określić, w jakim stanie tej nieświadomości ktoś się znajduje: śni, już jest rozbudzony, a może znieczulony lub w głębokim śnie bez snów”.

Żyjemy w świecie po „Incepcji”

Dlaczego lekarze mają to badać? Bo kłopoty ze spoczynkiem, spaniem i snem mają miliony ludzi. Zalecane częstokroć w takich sytuacjach środki nasenne – które w większych dawkach służą w medycynie jako anestetyki pozwalające bezboleśnie dla pacjenta przeprowadzić rozmaite zabiegi, zwłaszcza chirurgiczne – zapewniają raczej skrócony stan nieświadomości, niż realny spoczynek. Są najczęściej szybko metabolizowane, czyli rozkładane i usuwane z organizmu. Użycie po ich zażyciu czy podaniu słowa „sen” dla opisu uzyskiwanego stanu nieświadomości jest zatem czysto metaforyczne.

I wreszcie liczy sobie już rok niemała praca (publikacja w „Science”!) japońskich neurobiologów, których badania wskazują, iż sen (faza REM) służy naszemu mózgowi, aby mógł sobie o czymś aktywnie zapomnieć [4].To jest podobne do sytuacji, gdy trzymamy coś w pamięci podręcznej komputera i zrobimy reset. Wszystko, co było „w cache”, znika bezpowrotnie. To bywa pożyteczne, choć czasem… Jeśli dzieje się bez naszej kontroli, to niemal trafia nas wtedy apopleksja, gdyż np. znika nam napisany, wycięty z dokumentu i gotowy do wklejenia gdzie indziej najtrafniej napisany akapit w życiu, który „se ne vrati”.

Neurolodzy z Nagoya, pod kierunkiem Akihiro Yamanaka, zmotywowali edytorów „Science” do napisania specjalnego komentarza. W nim czytamy: „Sen wpływa na wspomnienia poprzez kilka mechanizmów działających w mózgu. Tu zidentyfikowano kolejny: aktywne podczas snu REM w podwzgórzu neurony, wytwarzające hormon koncentrujący melaninę (MCH), przekazują niesioną przez siebie informację m.in. do hipokampu. (To taka niewielka struktura w płacie skroniowym kory mózgowej, gdzie m.in. pamięć krótkotrwała konsoliduje w długotrwałą, ma też swą rolę w orientacji przestrzennej – przyp. MK-S). Co zaskakujące, usunięcie metodami inżynierii genetycznej owych neuronów MCH zwiększyło wydajność pamięci u myszy. I odwrotnie, aktywacja farmakogenetyczna neuronów MCH upośledza pamięć. Fizjologiczne eksperymenty in vitro wykazały, że aktywacja włókien MCH w skrawkach hipokampu tłumiła pobudzającą aktywność komórek piramidowych. (Neurony piramidowe leżące w korze przedczołowej są zaangażowane w procesy poznawcze, zwłaszcza w funkcjonowanie pamięci roboczej – przyp. MK-S). Odkrycia te wskazują, że szlak MCH może stać się celem modulacji pamięci”.

Modulacja pamięci to nie byle co! Uwaga, to nie modulacja przyszłości, jak w „Incepcji”, a przeszłości. Patrząc jednak na dziwne czasy, w których żyjemy, takie możliwości są marzeniem wielu „specjalistów od śpiewu i mas”.

Według zawartych tam danych, 82 proc. snów jest ze swej natury brutalnych lub ma wydźwięk negatywny. Źródło marzeń sennych jest złożone. Sny mogą odnosić się do naszych czasów, naszych uczuć, ale także do wyobrażenia świata, jaki mamy i przekazanego nam przez ludzi wokół nas.

Jedna z teorii, do których zaraz nawiążę, głosi, że w naszym mózgu istnieje program genetyczny, który przygotowuje nas do chodzenia, patrzenia, słuchania, a nawet uśmiechania się, jeszcze zanim się urodzimy. Program, który aktywowałby się w naszych snach. Na przykład niemowlęta, a nawet dzieci w łonie matki uśmiechają się podczas snu. I to zanim jeszcze nauczą się, jak się uśmiechać „w realu”! Z kolei niewidomi śniąc mieliby przekształcać obraz świata, który stworzyli dla siebie metodą dotykową, w obraz mentalny, który reaktywują w snach. Jeśli chodzi o paraplegików od urodzenia, to podczas snu mogli oni w myślach postawić się w butach spacerowiczów, których obserwują przez cały dzień itd.

Bada się również zachowania podczas snu: to, co ludzie mówią, robią, ich mimikę lub ruchy oczu. Mimo bowiem, że ciało w fazie REM jest na ogół „zamrożone”, to mimika twarzy jest zachowana. Jednak w wielu patologiach snu, takich jak lunatykowanie, śpiące ciało nie jest już blokowane, a śpiący nawet „odgrywa” swoje sny w łóżku. Dlatego postawa ciała dostarcza informacji o treści psychicznej. Oglądanie nagrań z takich badań to trochę jak zaglądanie do snu!

Wysunięto wiele hipotez, aby wyjaśnić osobliwości doświadczenia sennego psychologicznie, ale jednak „nie lecąc Freudem”. Najpierw zatem „hipoteza aktywacji i syntezy” Allana Hobsona skupiona wyłącznie na fazie REM. Zgodnie z nią sny są wynikiem przypadkowej aktywacji kory mózgowej. Mózg zaś robi wszystko, co w jego mocy, aby nadać sens tym bezsensownym w istocie, „pstrokatym” sygnałom. Model ten opierał się na postulacie, że istnieje tożsamość formy między zdarzeniami psychologicznymi i fizjologicznymi, formalne aspekty snu są kształtowane przez chemiczne i elektryczne właściwości snu REM. W skrócie spojrzawszy na neuroanatomię tego procesu, dziwactwa snu można by przypisać całkowicie zdezorganizowanym napływom aktywującym, pochodzącym z pnia mózgu, i brakowi kontroli kory czołowej [5].

Dziękuję prof. Hervé Segond z Uniwersytetu Strasburskiego za wielką pomoc przy doborze źródeł i materiałów naukowych do tego tekstu.

Przypisy:

[1] https://www.gosc.pl/doc/4332092.Bez-mozgu-tez-da-sie-spac WRÓĆ

[2] https://elifesciences.org/articles/55092 WRÓĆ

[3] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/hbm.24843 WRÓĆ

[4] https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1308 WRÓĆ

Tygodnik TVPPolub nas

[5] Hipoteza ta przyjmuje, że sen jest generowany przez aktywność neuronów cholinergicznych w pniu mózgu, które kontrolują sen REM. Te neurony wysyłają losowe wyładowania do kory i powodują halucynacje wzrokowe i motoryczne, wywołujące z kolei różne reakcje emocjonalne. Opierając się na informacjach i wcześniejszych doświadczeniach, kora próbuje zsyntetyzować te bodźce. Model ten został następnie poprawiony w celu uwzględnienia pojęcia snów występujących poza snem REM.

Dane z funkcjonalnego obrazowania mózgu pomogły udoskonalić „syntetyczny” aspekt modelu. Wskazują one, że oprócz różnych obszarów podkorowych (pień mózgu, wzgórze, zwoje podstawy itp.), to struktury limbiczne (ciało migdałowate, hipokamp itp.) są szczególnie aktywowane podczas snu REM. Z drugiej strony następuje dezaktywacja kory przedczołowej i ciemieniowej oraz aktywacja tylnej części kory skroniowej i potylicznej. Dlatego Hobson sugeruje, że sensoryczne aspekty snów są powiązane z aktywacją wzgórza, obrazowanie wizualne z aktywacją jąder asocjacyjnych kory mózgowej, a fikcyjne czynności motoryczne z aktywacją zwojów podstawy i móżdżku. Uważa się, że emocjonalna natura snów jest związana z aktywacją struktur limbicznych. Dezaktywacja kory przedczołowej wpłynęłaby na utratę logicznego sensu, spójnej myśli.

Ten utrwalony już dziś model nie jest do zaakceptowania dla Marka Solmsa, dla którego sny nie są zjawiskiem związanym z REM, oba zjawiska mają odmienne mechanizmy. Model ten opiera się na zaburzeniach snu u pacjentów z niektórymi uszkodzeniami mózgu, gdzie jest widoczny brak przypominania sobie snów, mimo że faza REM jest dobrze zachowana. Tak się dzieje po uszkodzeniach połączenia ciemieniowo-skroniowo-potylicznego i kory brzuszno-przyśrodkowej, oba aktywowane przez obwód dopaminergiczny. WRÓĆ