Зачем нам сны?

Вопрос

Каждую ночь, с закрытыми глазами и почти неподвижным телом, мозг создаёт мир: места, людей, разговоры, страх и радость. Пока он длится, мы полностью в него верим, а утром почти всё исчезает. Люди спрашивали о смысле снов, сколько существуют записи: в древности их считали посланиями, Фрейд видел в них замаскированные желания.

Научный вопрос проще и всё ещё открыт: делают ли сны что-то полезное или это побочный эффект спящего мозга? И как мозг, отрезанный от органов чувств, вообще создаёт переживания?

Что известно

В 1953 году Юджин Асеринский и Натаниэль Клейтман открыли быстрый сон — фазу с быстрыми движениями глаз и активным мозгом. Люди, разбуженные в ней, обычно рассказывают яркие сны, и какое-то время сновидения и быстрый сон считали одним и тем же.
Это не так. Разбуженные в медленном сне тоже часто рассказывают о снах, обычно более коротких и бледных. А пациенты с повреждением определённых областей переднего мозга перестают видеть сны, хотя быстрый сон у них сохраняется.
В 2017 году исследователи, которые много раз за ночь будили людей и записывали активность мозга, нашли «горячую зону» в задней части коры: снижение медленноволновой активности там предсказывало сновидение и в быстром, и в медленном сне.
Со спящими можно общаться. В осознанном сне, когда человек понимает, что спит, он может подавать сигналы условленными движениями глаз. В 2021 году четыре лаборатории провели двусторонний обмен со спящими: задавали им простые арифметические задачи, и те правильно отвечали изнутри сна.
Сны связаны с обучением. Люди, которым снилась задача, которую они только что тренировали, после сна справлялись с ней лучше.

Основные гипотезы

Побочный эффект

Согласно гипотезе активации-синтеза 1970-х, во время быстрого сна ствол мозга посылает случайные сигналы, а кора пытается сплести из них историю. У самого сна тогда нет функции, как нет её у шума работающего мотора.

Репетиция угроз

Сны часто про опасность, погони и неудачи. Возможно, они возникли как безопасный тренажёр, где мозг без риска отрабатывает реакции на угрозы.

Обработка воспоминаний и эмоций

Сны могут быть сознательной стороной того, как мозг сортирует свежие воспоминания, связывает их со старыми и смягчает эмоциональные переживания.

Защита от переобучения

Новая идея заимствована из машинного обучения: мозг, который учится только на дневном опыте, слишком узко под него настроится. Странные, искажённые сны работали бы как шум, который добавляют при обучении, помогая обобщать.

Где заканчивается понимание

Главная трудность в том, что сны можно изучать только по рассказам после пробуждения, а память о снах хрупка и легко переписывается. Мы знаем, как часто люди рассказывают о снах, но не знаем, как часто они их на самом деле видят: человек, который ничего не помнит, мог видеть сны всю ночь. Здесь вопрос близок к загадке наркоза: отсутствие воспоминаний и отсутствие переживаний — не одно и то же.

Есть и другой пробел: мозг обрабатывает воспоминания во сне независимо от того, снится нам что-то или нет. Поэтому даже если сны сопровождают обучение, неясно, делает ли что-то само переживание или это лишь свечение над работой, которая шла бы и так.

А самый глубокий вопрос снова ведёт к сознанию. Сон — это переживание без сигналов от органов чувств, созданное мозгом целиком самостоятельно. Если бы мы поняли, как это происходит, возможно, поняли бы и то, как мозг создаёт переживания наяву.

Что могло бы дать ответ

Способ надёжно определять сновидение по активности мозга, не полагаясь на воспоминания после пробуждения.
Опыты, которые меняют содержание снов и показывают влияние на обучение или настроение, не возникающее, когда те же процессы сна идут без сновидений.
Общение со спящими в реальном времени, развитое настолько, чтобы изучать сны прямо во время них.