Эксперимент доказал пользу розового шума для сна
Сон под розовый шум — шипение, похожее на звук ненастроенного FM-приемника, но более глухое — лучше выводит отходы жизнедеятельности из головного мозга. Результаты эксперимента, проводившегося в Массачусетском технологическом институте (MIT), увидели свет на страницах Science Translational Medicine.
О пользе розового шума для сна уже было известно — исследования показали, что такой звуковой фон может усиливать медленные волны мозга, возникающие в фазе глубокого сна (N3) и непосредственно перед ней — в стадии N2.
«На слух они вообще почти ничего из себя не представляют — просто короткие шипящие сигналы», — говорит нейроинженер Джошуа Левитт из Бостонского университета, ведущий автор исследования.
Другие работы, в свою очередь, выяснили, что стимуляция медленных волн мозга — например, с помощью лекарств — может усиливать ток спинномозговой жидкости (СМЖ), которая омывает мозг и уносит продукты обмена.
В новом эксперименте решили проверить, дает ли такой эффект розовый шум. Для этого пришлось решить серьезную технологическую задачу. Проблема в том, что течение СМЖ наблюдают посредством магнитно-резонансной томография (МРТ), а она создает помехи для электроэнцефалографии (ЭЭГ), с помощью которой регистрируют электрическую активность мозга. В результате хронологически сопоставить всплески розового шума с медленными волнами очень сложно.
«Приходится проводить очень серьезную обработку сигналов ЭЭГ, чтобы выделить медленные волны, поэтому сделать это достаточно быстро в реальном времени непросто», — сетует нейробиолог Лора Льюис из MIT, руководившая исследованием.
Провести эксперимент помог ИИ
Авторы взяли данные ЭЭГ, собранные во время МРТ в предыдущих исследованиях, и обучили искусственный интеллект быстро предсказывать, когда наступит пик медленной волны. «[ИИ] говорит: "Примерно через 70 миллисекунд будет пик медленной волны", — и тогда мы планируем звуковую стимуляцию так, чтобы она пришлась на этот момент», — объясняет Левитт.
Для эксперимента набрали 27 здоровых взрослых людей в среднем 29 лет, надели им на головы электроды ЭЭГ и положили спать в аппарат МРТ. Уснуть среди бела дня и войти в стадию N2 удалось лишь 14 из них. «Заснуть в томографе непросто», — признает Льюис.
На пике половины медленных волн каждого участника исследователи с помощью модели ИИ включали 50-миллисекундные посылки розового шума. На остальных медленных волнах звук не подавали — это был контроль.
Анализ МРТ и ЭЭГ показал, что всплески розового шума усиливали те медленные волны, с которыми совпадали, и ненадолго увеличивали приток СМЖ в мозг по сравнению с отсутствием звуковой стимуляции.
Это говорит о том, что розовый шум также усиливал ток СМЖ через мозг и из него. «Мы знаем, что приток обычно уравновешен оттоком», — замечает Льюис.
Усиление течения ликвора вызвано, по всей видимости, более активной пульсацией мозговых кровеносных сосудов, которая как бы проталкивает жидкость через глимфатическую систему, то есть систему очистки мозга.
Что дальше
В дальнейшем исследователи намерены выяснить, сработает ли этот подход у пожилых людей и способен ли он ускорять выведение белков, например бета-амилоида, связанных с нейродегенеративными расстройствами. Есть основания ожидать положительного результата — прежние работы показали, что воздействие звуков и мерцающего света в состоянии бодрствования может замедлять когнитивное снижение у людей с болезнью Альцгеймера, возможно, за счет стимуляции глимфатической системы.
