Нейробиологи из США измерили у мышей активность нейронов переднедорсального ядра таламуса, участвующих в контроле положения головы, и сопоставили их с движениями глаз во время бодрствования, а потом и во сне. Оказалось, что электрическая активность и движения глаз у спящих и активных животных практически идентичны, и по движениям глаз можно расшифровать то, как мышам снится, что они двигают головой. Статья опубликована в журнале Science.

У мышей, как у большинства млекопитающих, есть фаза сна с быстрыми движениями глаз (ее также называют быстрым сном или REM-сном), которая занимает около 10 процентов времени сна. В аналогичную фазу человек видит сновидения. Но если человека можно спросить о содержании сна, с мышью так не получится.

Можно попытаться трактовать характер сновидений по движениям во сне — в первую очередь, по движениям глаз. Но тут начинаются сложности: из самого по себе движения глаз не следует, что человеку снится, как он смотрит в разные стороны или куда-то идет. Известно, что движения глаз в REM-фазу есть даже у слепых с рождения людей. Исследования на зрячих демонстрируют, что связь между содержанием снов и движениями глаз довольно слаба, и словесные описания сходятся с электроокулографией только при очень простом содержании снов.

Юта Сэндзаи и Массимо Скандзани (Yuta Senzai, Massimo Scanziani) из Университета Калифорнии в Сан-Франциско попытались ответить на вопрос: можно ли по движению глаз в быструю фазу сна предсказать то, как мышь воспринимает свое движение, и понять таким образом, куда она бежит в своем сновидении?

Для этого они взяли шесть мышей и попытались связать у них воедино движения глаз и электрофизиологические данные. В переднедорсальное ядро таламуса, где расположена одна из групп нейронов, управляющих движением головы (разные нейроны активируются при разных углах ее поворота), имплантировали электрод для длительной регистрации активности (до публикации было известно о том, что нейрона контроля направления головы активны у грызунов во время сна, но эти данные не интерпретировали сквозь призму сновидений). В совокупности удалось записать активность 72 нейронов, связанных с движениями головы вправо-влево.

Для начала нужно было разобраться, как согласованы движения головы и глаз и активность таламуса во время бодрствования при движении. Для этого с помощью айтрекеров, смонтированных на голове животных, регистрировали положение глаз и их движения, а камера, висящая сверху, фиксировала положение и повороты головы по оси «вправо-влево» во время движения в открытом поле. Закономерно оказалось, что движения головы и глаз сонаправлены более чем в 95 процентах случаев: сначала двигаются глаза, потом туда же поворачивается голова. Собрав воедино данные активности нейронов переднедорсального ядра таламуса и движения головы мыши, авторы обучили алгоритм предсказывать угол поворота головы по активности нейронов, а потом показали, что направление саккадоподобных движений глаз коррелирует с предсказаниями алгоритма (r = 0,79, p < 10-6).

Поскольку во время сна мыши не всегда закрывают глаза, ученым удалось записать движения глаз в REM-фазу. По своему характеру они оказались близки к саккадам, записанным во время бодрствования животных, но были более частыми и мелкоразмашистыми. За основным движением глаза следовало корректирующее в противоположную сторону (примерно на треть от угла основного поворота).

https://nplus1.ru/news/2022/08/26/do-mice-dream-of-electric-sheep