Náš mozog si zdriemne, keď sme hore, a často sa aj zobudí, keď spíme. Vedci objavili zvláštne správanie nášho mozgu
Výskumníkom sa po prvýkrát podarilo pozorovať, že počas dňa si niektoré menšie mozgové regióny na chvíľu zdriemnu, zatiaľ čo zvyšok mozgu pracuje.
Spánok a bdenie sú dva diametrálne odlišné štádiá bytia, ktoré definujú naše životy od narodenia až do smrti. Keď sme hore, chodíme do práce, interagujeme s našimi blízkymi vybavujeme povinnosti, zabávame sa a mnoho ďalšieho. Počas spánku sa náš mozog “vypne” a umožní nám nabrať energiu do nového dňa.
Výskumníci z University of California, Santa Cruz, ale v novej štúdii dokázali, že počas bdenia si môžu menšie regióny mozgu zdriemnuť, zatiaľ čo zvyšok mozgu pracuje a naopak. Po prvýkrát v histórii sa vedcom podarilo objaviť spánkové vzorce, ktoré trvajú len milisekundu. Objavené vzorce mozgových vĺn vedcom pomáhajú lepšie pochopiť základom nášho vedomia.
Ako sme už spomenuli, tento fenomén môže fungovať aj naopak. Vedci si všimli, že menšie regióny sa na moment zapínajú, zatiaľ čo zvyšok mozgu ostáva v spánkovom režime.
Výskumníci na analýze mozgových vĺn človeka pracovali už viac ako štyri roky. Počas toho získali obrovské množstvo dát, ktoré následne ponúkli umelej inteligencii. Tá odhalila vzorce, ktoré sa odohrávajú pri extrémne vysokých frekvenciách a doteraz neboli vedecky preskúmanú.
“S pomocou silných nástrojov a nových výpočtových metód dokážeme dospieť k novým záverom a prekopať naše najzákladnejšie predpoklady ohľadom spánku a bdenia. To, či spíme alebo sme hore, je ten najzákladnejší faktor, ktorý určuje naše správanie. Od neho sa odvíja všetko ostatné. No ak nevieme, čo spánok a bdenie vlastne je, potom sme na to išli nesprávne,” vyjadril sa Keith Hengen, jeden z autorov štúdie.
Vedcov prekvapilo zistenie, že počas dňa si môžu odlišné časti ľudského mozgu môžu na moment zdriemnuť, zatiaľ čo zvyšok mozgu funguje normálne. V rámci štúdie vedci pracovali s myšami, ktoré mali na hlave mimoriadne ľahký nástroj na meranie mozgovej aktivity. Tento prístroj zaznamenával aktivitu 10 odlišných mozgových regiónov za obdobie niekoľkých mesiacoch.
Neprehliadni
“Tento prístup viedol k získaniu obrovského množstva dát, hovoríme o petabajtoch, čo je miliónkrát viac ako gigabajt. Surové dáta sme vložili do umelej inteligencie, ktorá dokáže objaviť mimoriadne komplexné vzorce. Tým sme chceli rozlíšiť rozdiel medzi bdelým mozgom a mozgom čo spí,” vysvetľuje David Parks, spoluautor štúdie.
Vedci chceli týmto krokom odhaliť vzorce, ktoré mohol človek prehliadnuť.
Definícia spánku
Tradične vedci definujú spánok pomaly sa šíriacimi vlnami. Keď však výskumníci ponúkli dáta umelej inteligencii, zistili, že sa môže táto definícia líšiť. Ukázalo sa, že AI model dokáže odlíšiť bdelý a spánkový stav mozgu len z milisekundy mozgovej aktivity. Autorov výskumu zarazilo zistenie, že sa model nemôže spoliehať na pomaly sa šíriace mozgové vlny, aby rozlíšil bdelý a spánkový stav mozgu.
“Zistili sme, že sledujeme dáta na úrovni detailov, aké sme nedokázali doteraz pozorovať. Predpokladali sme, že nič nenájdeme a že všetky relevantné informácie sa nachádzajú v mozgových vlnách s pomalšou frekvenciou. Umelá inteligencia nám ale povedala, že sa niečo môže odohrávať na mimoriadne rýchlych škálach,” tvrdí Parks.
Problémom je, že umelá inteligencia je ako čierna skrinka. Výskumníkom dala výsledky, no nepovedala nič o tom, ako sa ku nim dostala. Vedci preto začali prácne analyzovať dáta a hľadali vzorce, z ktorých sa mohla AI učiť.
Zdriemnutie mozgu
Nakoniec zistili, že sa umelá inteligencia učila z mimoriadne rýchlych vzorcov aktivity, ktorá sa odohrávala medzi pár neurónmi. Keď zistili, z čoho sa AI učila, začali pozorovať výsledky, ktoré sa javili ako chyba. V bdelom mozgu umelá inteligencia zaznamenala na moment spánkový stav v jednom z regiónov mozgu. Pri spánku zas zaznamenala mimoriadne krátky moment aktivity.
Tieto vzorce pozorovali aj v praxi. Keď mozog myši vypol jeden z menších regiónov, myš na chvíľu zastavila, ako keby zamrzla. Pri spánku prebudenie jedného z regiónov mozgu predstavovalo pohyb myši.
Nová štúdia prehlbuje naše chápanie spánku a bdelosti. Autori vo výskumoch pokračujú aj naďalej a v budúcnosti prinesú ďalšie zistenia.
Komentáre