СпискиНаука сна: технологии, меняющие представления о мире грёз

Учёные синтезировали новый препарат, который потенциально сможет менять наши устоявшиеся биологические часы, спасать от джетлага (нарушения суточного ритма) и целого набора расстройств сна. Химическая основа была обнаружена командой во главе с Цуюши Хирота из Университета Южной Калифорнии во время экспериментов по внедрению полученных искусственным путём генов в клетки костей, поражённые раком. Затем учёные провели скрининг более 120 000 молекулярных компонентов, выявив те, которые смогут повлиять на биологические ритмы. Полученная молекула смогла увеличить цикл бодрствования рыб вида данио-рерио на 10 часов.

В дальнейшем препарат лонгдэйзин сможет замедлять или ускорять биологические часы, поможет путешественникам адаптироваться к резкой смене часовых поясов, а трудоголикам преодолевать последствия сверхурочной работы.

Нейробиолог Джейсон Услэйнер с командой исследователей разработал вещество DORA-22, которое поможет справиться с нарколепсией (дневными приступами непреодолимой сонливости) и другими проблемами сна. Этот фармакологический продукт имеет явные преимущества перед гамма-аминомасляной кислотой, которая ранее была основным компонентом подобных лекарств. Её побочное действие проявляется в проблемах с памятью и странным поведением во сне (зафиксированы случаи, когда пациенты ни с того ни с сего начинали во сне есть и даже садились за руль авто). Основной компонент DORA-22 — гормоны орексины, которые отвечают за баланс периодов сна и бодрствования. Исследователь из Стэнфорда Эммануэль Мигно видит в DORA-22 большой потенциал для людей, невосприимчивых к другим видам лечения расстройств сна.

Параллельно биологи университета Рочестера во главе с Майкен Недергор выяснили, что сон играет решающую роль в физиологическом обслуживании нашего мозга. Пока наше тело спит, мозг выполняет функцию психического дворника: он убирает всё то ненужное, что накопилось в результате мыслительных процессов за день. За этот процесс отвечает лимфатическая система — совокупность каналов вспомогательных клеток нервной ткани. Она имеет важное значение для формирования и консолидации воспоминаний, а также играет центральную роль в формировании новых нейронных связей и разрыве старых. Если на неё можно будет воздействовать фармакологически, то в будущем полноценный сон можно будет заменить принятием одной таблетки.

Люди не помнят снов, а их вербальное описание не может быть точным — в этом учёные видят препятствия для создания полноценной машины чтения снов. Однако японские учёные уже на пути к тому, чтобы научиться фиксировать всё, что снится нам ночами. Учёный Томоясу Хорикава из лаборатории ATR в Киото с помощью fMRI-сканера составил карты мозговой активности во время сна трёх подопытных волонтёров: для этого фиксировалась циркуляция обогащённой кислородом крови. Каждые 6 минут волонтёров будили и спрашивали, что они видели во сне. Схемы мозговой активности анализировались компьютерной системой распознавания образов с огромной базой изображений, которые сопоставлялись с сигналами в зрительной коре. Во втором раунде эксперимента точность распознавания снов прибором оценена в 60 %.

Подобными исследованиями занимается Юкиясу Камитани из этой же лаборатории. Чтобы читать сны с большей точностью, он собирается собрать данные в фазе быстрого сна. Также он разделил увиденное волонтёрами на 20 больших категорий: например, «улица», «мебель» или «девушки». Стало ясно, что мозг воспринимает визуальную часть как реальность. В дальнейшем учёным предстоит выяснить, как в сновидениях работает механика переживаемых эмоций и услышанных звуков.

NASA платит 18 000 долларов за 70 недель лежания в кровати. Научный эксперимент, нацеленный на изучение влияния микрогравитации на сон, будет проходить в Техасском университете, в отделении, оборудованном специальными кроватями. Их позиции можно отрегулировать таким образом, чтобы воспроизвести эффекты от различных уровней гравитации на организм человека.

Эксперимент сможет пролить свет на то, каково это проваляться в постели полтора года и что станет после этого с мышечной массой и прочностью костей. Результаты исследования могут быть полезными не только для космонавтов, но и для беременных и лежачих пациентов. Участники эксперимента ведут блоги о своих ощущениях, Дэниэль Хиэр подробно зафиксировал 2 месяца в кровати на странице Facebook: без селфи не обошлось.

Двое инженеров из Массачусетского технологического института разработали устройство Fisher Wallace Stimulator, а патент на него купил нью-йоркский бизнесмен Чарльз Фишер. Мозговой электростимулятор размером с Game Boy может стать альтернативой фармакологическим препаратам от бессонницы. Устройство поставляется с двумя электродами, с губками, которые крепятся на висках с помощью эластичного ремня. Оно позволяет в домашних условиях проводить прямую внутричерепную стимуляцию, влияя на лимбическую систему головного мозга, отвечающую за эмоции. Как заявляют создатели, использование стимулятора в течение всего 20 минут, помогает заснуть и проспать здоровым сном всю ночь. Прибор лечит бессонницу, стимулируя выработку серотонина, мелатонина и других нейромедиаторов, необходимых для сна, и может использоваться в сочетании с любым другим лечением.

Некоторые пациенты описывают эффект от использования Fisher Wallace Stimulator схожим с действием валиума и ксанакса.

По словам учёных, ежедневная небольшая доза электричества, воздействующего на определённую часть головного мозга, способна обмануть человеческий организм. Новый метод позволяет сократить требуемый период сна с восьми часов до четырёх. Специальный прибор посылает импульсы в зону мозга, где генерируется фаза глубокого сна. Учёные из Университета Дьюка уверены, что устройство трансчерепной магнетической стимуляции способно повысить эффективность жизни человека и подарить ему больше свободного времени из того, которое он обычно тратит на сон.

Мы уже видели Ostrich Pillow, по форме похожую на гнездо и дающую возможность комфортно вздремнуть где угодно, её облегчённую версию, напоминающую маску для сна и шарф.  Новая разработка нью-йоркской компании Hammacher Schlemmer позволяет контролировать храп, как свой, так и соседа по комнате или партнёра. Встроенный в подушку микрофон фиксирует вибрации храпа и отдаёт сигнал встроенному воздушному насосу, который увеличивает глубину подушки. Это заставляет спящего сменить положение головы или позу для сна.

Разработчики выпускают всё более «умные» маски для сна и здорового пробуждения и ищут для них поддержки на Kickstarter. Встроенные сенсоры в The Napwell Mask имитируют рассвет — этот принцип уже использовался в будильниках Phillips Wake-Up Light. В маске имеется таймер, позволяющий настроить продолжительность оптимального сна. Это совместный продукт инженеров Массачусетского технологического института, Гарвардской медицинской школы и Стэнфорда. В числе преимуществ: для её работы не нужен смартфон, Wi-Fi или Bluetooth, а достаточно лишь пары батареек. В главных конкурентах The Napwell — маска NeurON, которая позволяет спать фазовым методом по 20 минут каждые 4 часа, как это делал Леонардо да Винчи. Она подсчитывает моргания глаз и подключается к смартфону через Bluetooth, мигает светодиодами и вибрирует, когда приходит время вставать.

Первопроходцем в создании гаджетов для осознанных
сновидений был художник-сюрреалист Брайон Гайсин со своим Dream Machine. Психоделическое устройство, незамысловатое в изготовлении, представляло собой цилиндр с отверстиями, проделанными по определённой траектории, и лампочкой в сто ватт в центре. Он вращался со скоростью 78 оборотов в минуту и мерцанием света частотой около 8–13 Гц, что соответствует альфа-ритмам мозга человека. Из-за воздействия мерцающего света на зрительный нерв человек начинает видеть причудливые образы. Прибор пытались вывести на большой рынок с помощью компаний Helena Rubinstein и Phillips, однако планы не увенчались успехом. Dream Machine использовали Дэвид Боуи, Бек Хэнсен и Курт Кобейн (есть даже легенда, что пристрастие к прибору имеет отношение к самоубийству лидера Nirvana).

Последнее время на рынке появляется всё больше различных масок-тренажёров для осознанных сновидений. К самым популярным относят NovaDreamer и Remee. В 2012 году кампания по сбору средств на последнюю привлекла более полумиллиона долларов на Kickstarter, однако пользователи жаловались, что не чувствовали никакого эффекта от маски либо просыпались посреди ночи, как от странного будильника.

Повязка для сна Aurora, которая крепится на лоб, измеряет мозговые волны пользователя, удостоверяется, что он находится в фазе быстрого сна, и использует световые индикаторы и аудиозаписи со смартфона. Таким образом, по словам разработчиков, стимулируются осознанные сновидения.

Несмотря на рост популярности гаджетов для осознанных сновидений, далеко не все из них «выстреливают» на Kickstarter. Очередной новый тренажёр DreamNET Synapse не собрал нужной суммы, несмотря на наличие чипа NeuroSky для программирования устройства под индивидуальные мозговые волны и электромиографа для считывания движений мышц вокруг глаз.

В App Store можно найти множество приложений, призванных сделать наш сон более эффективным. Так, например, Sleep Cycle будит спящего в самый удачный момент (используя акселерометр в iPhone для мониторинга движения), а Long Deep Breathing контролирует дыхание пользователя (для борьбы с бессонницей). Однако большинство приложений рассчитаны на хрестоматийную продолжительность фазы быстрого сна в 90 минут, хотя эта характеристика очень неустойчива (фазы у разных людей могут быть длиннее или короче). Приложение Dream:ON, стимулирующее осознанные сновидения, работает по такому же принципу — оно фиксирует переход в REM-фазу, а затем проигрывает заранее выбранную мелодию. В теории это способствует осознанным сновидениям, которым можно посвятить онлайн-дневник, делиться ими в соцсетях и даже отмечать друзей, которых вы увидели во сне. Важность фиксации сновидений пытается пропагандировать и сервис Shadow, доступный пока в бета-версии.