Ученые раскрыли, как глубокий короткий сон может изменить процесс мышления

Новое исследование показало, что глубокий сон, особенно стадия N2, значительно повышает шансы на внезапное прозрение и творческие инсайты. Работа, опубликованная в журнале PLOS Biology, проведена командой когнитивных нейробиологов под руководством Аники Леве из Университета Гамбурга и Института развития человека Макса Планка (Германия), проливает свет на связь между разными фазами сна и умением находить нестандартные решения.

Исследование включало 90 добровольцев в возрасте от 18 до 35 лет, которым предлагалась визуальная задача — Perceptual Spontaneous Strategy Switch Task (PSSST). Задание заключалось в том, что участники сначала реагировали на движение точек, а потом неожиданно обнаруживали, что цвет точек помогает решать задачу проще и быстрее. Открытие этого скрытого правила считалось «прозрением» — моментом быстрого понимания.

Во время отдыха участников контролировали с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ), регистрируя активность мозга и распределяя испытуемых на группы в зависимости от стадии сна: N1 (легкий сон) и N2 (глубже). Результаты показали, что 85,7% участников, которые вошли в сон N2, обнаружили скрытое правило, тогда как среди тех, кто находился в N1 — только 63,6%, а в группе бодрствующих — 55,5%. Это доказывает, что именно глубокий сон N2 способствует появлению творческих инсайтов.

Ключевой находкой стал анализ ЭЭГ-данных, в частности параметра, называемого спектральным наклоном мозга — маркера апериодической активности. Чем круче наклон, тем меньше фонового «шума» и глубже сон. Более крутой наклон в лобно-центральных областях мозга оказался тесно связан с частотой прозрений. При этом традиционные показатели сна, такие как альфа- и дельта-волны, не предсказывали креативность, что говорит о важности неритмических нейронных процессов, возможно, связанных с синаптической «очисткой» — снижением слабых нейронных связей для улучшения обработки информации.

Аника Леве объясняет: «Во время сна N2 мозг словно очищается — слабые и ненужные связи ослабевают, что помогает ему лучше распознавать новые закономерности. Это похоже на то, как в обучении ИИ убирают лишние данные, чтобы модель не путалась и лучше училась»

Такой сброс снижает «ментальный беспорядок» и позволяет мозгу лучше выявлять скрытые закономерности. Это впервые дает научное объяснение феномену, который многие творческие люди давно замечали — важные идеи и решения часто приходят после короткого сна или дремоты.

Леве отмечает: «Для меня особенно ценно, что наши данные нашли отклик у творческих людей, для которых такие инсайты после сна — не редкость».

Интересно, что эффект наблюдался именно для стадии N2, а не для более легкого сна N1, и не объяснялся просто повышенной бдительностью. Все группы участников показывали примерно одинаковые результаты в тестах на внимание до и после сна.

Соавтор Николас Шук подчеркивает: «Наши данные показывают, что даже короткий сон может помочь людям увидеть связи, которые они не замечали раньше. Следующая задача — понять, почему это происходит, и мы считаем, что связь с апериодической активностью мозга — важный ключ».