Сканирование показывает изменения в мозге, когда мы отключаемся из-за усталости

Кратковременные провалы внимания часто встречаются у людей, испытывающих недостаток сна, однако механизмы, происходящие в мозге во время этих моментов, долго оставались неясными. Теперь ученые прояснили этот процесс: оказалось, что потеря концентрации внимания связана с волной оттока жидкости из мозга, которая возвращается обратно после восстановления фокуса.

Исследователи изучали работу мозга при недостатке сна, чтобы понять, какие нарушения внимания могут приводить к авариям у сонных водителей и делать усталых животных более уязвимыми для хищников. В работе приняли участие 26 добровольцев, которые по очереди надевали ЭЭГ-шапочку, лежа в аппарате фМРТ. Это позволяло ученым одновременно отслеживать электрическую активность мозга и физиологические изменения во время заданий, где испытуемым нужно было как можно быстрее реагировать на звуковой сигнал или на изменение перекрестия на экране в квадрат. Каждый участник проходил сканирование после полноценного сна дома и после ночи полного лишения сна в лаборатории под наблюдением ученых. Как и ожидалось, лишенные сна люди показывали значительно худшие результаты – они реагировали медленнее или вовсе пропускали сигналы.

Провалы внимания сопровождались заметными изменениями в мозге. Сканирование показало, что вскоре после потери концентрации наблюдается волна спинномозговой жидкости, которая выбрасывается из мозга и возвращается примерно через секунду после окончания провала. Подобные волны обычно возникают во время глубокого сна и, как считается, помогают мозгу удалять продукты метаболизма, накопившиеся за день. Дополнительные измерения показали, что зрачки участников начинали сужаться примерно за 12 секунд до начала выхода жидкости из мозга и возвращались к обычному размеру после этого. Также исследователи отметили замедление дыхания и сердечного ритма, о чем они сообщили в журнале Nature Neuroscience.