środa, 22 czerwca 2016

Poziomy komunikacji z/do snu



Temat komunikacji ze snu do świata jawy był już tutaj poruszany wielokrotnie, głównie przy okazji omawiania badań, w których uczestniczyły osoby świadomie śniące (jako rutynowa metoda potwierdzania uzyskania świadomości we śnie). W tym artykule chciałbym przyjrzeć się bliżej samej komunikacji z osobami pogrążonymi we śnie, gdyż temat ten wydaje mi się niezwykle ciekawy, a sama komunikacja może przyjmować różne, nieraz bardziej skomplikowane formy, niż jedynie sygnalizowanie za pomocą określonej sekwencji ruchów gałek ocznych, o tym, że się śni.

Poziom I – komunikacja jednostronna 
Ta najprostsza, jednostronna forma komunikacji – przyjmijmy, że jest to komunikacja poziomu I, jest stosowana od lat 70, kiedy niezależnie od siebie Keith Hearne oraz Stephen LaBerge wykorzystali ją do doświadczalnego potwierdzenia istnienia świadomych snów (więcej szczegółów na ten temat można znaleźć w artykule poświęconym metodom badania świadomych snów). Warto wspomnieć, że nie tylko ruchy oczu, ale również kontrolowany oddech czy mikroruchy mięśni próbowano początkowo wykorzystać do takiej komunikacji – były nawet próby budowania specjalnych rękawic do tego celu, jednak ówczesna technologia nie pozwalała na osiągnięcie zadowalających wyników, jakie dawała już wtedy elektrookulografia (EOG). Przy obecnym rozwoju techniki (minęło w końcu od tamtego czasu niemal 40 lat!) może nawet warto by wrócić do idei elektronicznej rękawicy, za pomocą której można by posługiwać się językiem migowym prosto ze snu, jednak to właśnie ustalony już wtedy ruch oczu LPLP (lewo-prawo-lewo-prawo) jest do dziś niemal niezmiennie stosowany w badaniach świadomego snu, jako sygnał mówiący „Wiem, że śnię”.

Innym przykładem komunikacji jednostronnej są wszelkie próby włączenia różnego rodzaju bodźców zewnętrznych do marzenia sennego. Ten sposób komunikacji ma znacznie dłuższą historię, sięgającą czasów odkrycia fazy REM (a być może i wcześniej). Już wtedy zauważono, że zarówno dźwięki, błyski świetlne czy bodźce dotykowe mogą zostać włączone w treść marzenia sennego w różnym stopniu, wyrażanym za pomocą wskaźnika inkorporacji (ang. incorporation rate), który waha się w granicach od kilku-kilkunastu % (niska skuteczność włączenia bodźca, np. proste sygnały dźwiękowe, słowa) do prawie 90 % (wysoka skuteczność, np. ucisk kończyny). Co więcej, osoba śniąca może nie tylko zauważyć pojawienie się danego sygnału we śnie, ale również poprawnie go zinterpretować i powiązać go z wcześniej zaplanowaną akcją. Na tej zasadzie swoje działanie opierają wszelkiego rodzaju maski snu, których zadaniem jest wykrycie fazy REM a następnie wysłanie odpowiedniego sygnału mającego uzmysłowić śniącej osobie, że właśnie śni. Sygnału najczęściej w postaci pojedynczych błysków pochodzących z diod umiejscowionych przed powiekami. Wokół tych masek narosło wiele kontrowersji, a ich działanie było poddawane niejednokrotnie w wątpliwość, jednak zakładając, że poprawnie wykrywają one fazę REM, to powinny również spełniać swoje funkcje sygnalizacyjne, o ile wcześniej osoba z nich korzystająca nauczy się rozpoznawać docierające z diod sygnały.

Poziom II – komunikacja dwukierunkowa 
Poza sposobami prostej komunikacji jednokierunkowej, możliwa jest także komunikacja dwukierunkowa (poziom II). Może ona przybrać formę dialogu pomiędzy eksperymentatorem a osobą śniącą przebiegającego w taki sposób, że obudzony badacz (lub, jeżeli proces jest zautomatyzowany, odpowiednio zaprogramowane urządzenie) wysyła sygnał niosący ze sobą jakąś informację do osoby śniącej świadomie, a ta, po jego odebraniu, odpowiada mu. Sygnał wysyłany przez badacza jest najczęściej świetlny lub dźwiękowy, może być prosty (jednoskładnikowy ton lub błysk) lub złożony (np. zakodowana informacja).

Jednym z pierwszych udowodnionych naukowo przykładów takiej komunikacji była próba rozróżnienia pomiędzy dwoma prostymi dźwiękami przez osobę pogrążoną we śnie i zasygnalizowanie przez nią usłyszenia odpowiedniego dźwięku za pomocą ustalonej sekwencji ruchów oczu. W badaniach tych (Strelen, 2006) wykorzystano potencjały wywołane, a konkretnie badano pojawienie się w mózgu tzw. fali uwagi (P300). W skrócie, fala P300 jest obserwowana w momencie pojawienia się oczekiwanego bodźca słuchowego, pośród serii bodźców nieistotnych. Uczestnicy (trzy osoby) słuchali przed snem dwóch dźwięków (wysoki vs niski). Zostali oni poinstruowali, że kiedy podczas świadomego snu będą puszczane im te dźwięki w różnej kolejności, ich zadaniem będzie rozpoznać jedynie wysokie tony (a więc były to bodźce oczekiwane) a ich obecność zasygnalizować pojedynczym ruchem gałek ocznych w kierunku LP. Z kolei niskie tony miały być przez nich ignorowane. Analiza zapisu EEG potwierdziła, że badane osoby znajdowały się we śnie REM oraz wykazała obecność fali P300 w momencie gdy sygnalizowano rozpoznanie dźwięku przez sen. Wyniki tych badań nie tylko sugerują, że obecność potencjału wywołanego P300 w zapisie EEG u osoby śniącej świadomie podczas dyskryminacji dwóch bodźców akustycznych może świadczyć o świadomym przetwarzaniu informacji słuchowej podczas świadomego snu, ale również pokazują, że możliwa jest swego rodzaju konwersacja pomiędzy badaczem a osobą pogrążoną we śnie. Nie jest to jednak skomplikowana komunikacja gdyż pozwala jedynie na przekazanie bardzo prostych informacji zarówno w jednym jak i drugim kierunku.

Warto w tym miejscu dodać, że niektóre ze wspomnianych wyżej masek snu, również umożliwiają podstawy takiej komunikacji. Jest to przydatne w sytuacji kiedy ktoś uzyskał już świadomość we śnie, natomiast maska wciąż wysyła sygnały, co na tym etapie może być rozpraszające i często prowadzi do wybudzenia. Wtedy osoba świadoma swojego snu może „nadać” określony wcześniej sygnał za pomocą ruchów oczu aby dać znać masce, że cel został już osiągnięty i tym samym ją wyłączyć. Maski snu mają wbudowane czujniki ruchu gałek ocznych, na podstawie których identyfikują odpowiednią fazę snu do wysłania sygnału, ale nic nie stoi na przeszkodzie aby czujniki te odbierały również wcześniej zaprogramowane wzorce ruchów gałek ocznych, jako niosące przesłanie sygnały, by umożliwić właśnie takie proste sterowanie maską wprost ze snu.

Bardziej skomplikowane podejście do komunikacji dwukierunkowej zastosował student Uniwersytetu w Osnabrücku, Kristoffer Appel, który w roku 2013 obronił pracę magisterską w dziedzinie nauk poznawczych. W pracy tej postawił sobie za cel przesłanie złożonej informacji (np. prostego zadania matematycznego) do czyjegoś snu a następnie jej odebranie i zrozumienie przez osobę śniącą i udzielenie przez nią poprawnej odpowiedzi. Do kodowania komunikatów przekazywanych na linii jawa-sen-jawa wykorzystał alfabet Morse'a.

Część badań przeprowadzona została jako „self-study” w warunkach domowych, wykorzystując do tego wycofany już ze sprzedaży ZEO (więcej na ten temat znajduje się w osobnym artykule o ZEO) podłączony do komputera, na którym działało specjalnie napisane oprogramowanie pełniące funkcje detektora fazy REM w czasie rzeczywistym, generatora zakodowanych sygnałów dźwiękowych, wysyłanych do śniącego poprzez głośnik oraz detektora ruchów oczu w czasie rzeczywistym jednocześnie dekodującego odbieraną informację. Program dodatkowo posiadał interfejs graficzny pozwalający na modyfikowanie ustawień, np. ustawianie intensywności bodźca. ZEO zostało wykorzystane tutaj do detekcji fazy REM (w oparciu o surowy sygnał ze „zhakowanego” urządzenia) a artefakty w zapisie przedczołowego EEG będące efektem ruchów oczu mogły posłużyć do komunikacji ze świata snu (dzięki artefaktom i ich interpretacji przez program, można było odczytać całkiem wyraźne wzorce ruchów oczu i tym samym odkodować przesyłaną przez osobę śniącą informację). Dodatkowo oprogramowanie umożliwiało zaprogramowanie działania w odpowiedzi na zarejestrowany i zdekodowany sygnał od śpiącego, np. trzykrotne spojrzenie w lewo kodujące w alfabecie morsa literę „s” mogło wyzwalać generowanie bodźca o wyższym natężeniu, zatem śniący z poziomu snu sam mógłby sterować ustawieniami bodźców, gdyby okazało się, że są dla niego za słabe/za mocne.

W takim układzie autor przetestował na sobie pierwszą implementację pomysłu oraz dopracował szczegóły ustawień bodźca i samej metody. Na drugim etapie pracy, wciąż obejmującym testy na sobie, autor przeprowadził 7 sesji z ZEO, które następnie powtórzył dodatkowo w dwóch kolejnych sesjach z użyciem 19-kanałowego EEG i EOG. Jako bodziec stosowany do kodowania informacji alfabetem Morse'a wykorzystano sygnał dzwiękowy o częstotliwości 1000 Hz. Poniżej znajduje się grafika ilustrująca to, jak wyglądało zakodowanie prostego zadania odejmowania i dodawania (5-3, 0+9).

Przykład przedstawiający w jaki sposób zakodowane zostało zadanie matematyczne za pomocą sygnału dźwiękowego: 5 krótkich sygnałów ("5"), dwa długie ("M" jak minus), trzy krótkie i dwa długie ("3"), kodujące zadanie "5-3". Podobnie zakodowano dalej zadanie 0+9 (Appel 2013). To, w jaki sposób kodem Morse'a są kodowane poszczególne litery i cyfry można znaleźć m.in. na Wikipedii.

Odpowiedzi były przekazywane za pomocą ruchów oczu; ponieważ w alfabecie Morse'a każda litera i cyfra zapisana jest jako ciąg sygnałów krótkich i długich, sygnał krótki zakodowany był jednokrotnym spojrzeniem w lewo, natomiast sygnał długi – w prawo. Wybrany został też sygnał, którym autor miał dać znać, że jest świadomy tego, że śni (5 spojrzeń w lewo, a nie tradycyjnie LPLP, gdyż ZEO skuteczniej mógł taki sygnał odebrać).

Pierwsze wyniki nie były może imponujące: na 23 zarejestrowane sny, 4 były świadome, z czego w dwóch miała miejsce bezpośrednia inkorporacja bodźca, a do dwóch pozostałych bodźce zostały włączone pośrednio (tzn. bodziec taki wywarł wpływ na treść marzenia sennego ale nie pojawił się w oczywistej formie). Raz udało się rozwiązać zadanie do końca (a więc przeprowadzić skuteczną komunikację do i ze snu) oraz rozpocząć kolejne, które zostało przerwane pobudką. Niestety, zadanie zakończone sukcesem miało miejsce podczas sesji z samym ZEO (brak potwierdzenia EEG/EOG), jednak autor, na podstawie zarejestrowanych danych, przypuszcza, że z dużą dozą prawdopodobieństwa miało to miejsce w fazie REM, gdyż dominowały wówczas fale o wysokiej amplitudzie i częstotliwości 20-36 Hz, które są charakterystyczne dla fazy REM wykrywanej przez ZEO, w odróżnieniu od fal o częstotliwości 10-14 Hz odpowiadającym fazom N2 i N3 (co zostało wcześniej potwierdzone gdy porównywano wyniki ZEO i profesjonalnej polisomnografii). Dodatkowo, zarejestrowano bardzo mało aktywności w pasmach powyżej 35 Hz, co tym bardziej sugeruje, że pomiarów nie dokonano w fazie czuwania.

Następnie przyszedł czas na kontrolowane eksperymenty na ochotnikach w laboratorium, które dały by powtarzalne wyniki. Wzięło w nich udział pięć osób, które miały rożne doświadczenie w świadomym śnieniu, od 2 snów w ciągu całego życia do 100, lub 4-5 w ciągu miesiąca. W efekcie kolejnych prób tylko jednej osobie podczas jednego snu prawie udało się odebrać informację zawierającą polecenie, ale przed ukończeniem zadania świadomy sen zamienił się w zwykłe marzenie senne. W sumie, na 30 snów zrelacjonowanych podczas tego doświadczenia, 6 z nich zawierało bezpośrednie inkorporacje bodźców a kolejne 6 – pośrednie. Ten kiepski wynik mógł wynikać z różnych przyczyn np. z tego, że brały tu udział osoby nie znające dobrze alfabetu Morse'a, lub nie rozumiejące do końca koncepcji przekazywania sygnałów za pomocą oczu. Wygląda więc na to, że autor zaprzepaścił szansę na uzyskanie ciekawych wyników przez zły dobór lub brak przygotowania grupy eksperymentalnej.

Niemniej jednak, niedługo po obronie, Kristoffer Appel przedstawił na konferencji Worldsleep2015 kolejne badanie, które obejmowało już 10 osób, tym razem dobrze przeszkolonych w kodzie Morse'a oraz w sygnalizacji za pomocą ruchów oczu. Dodatkowo, uczestnicy byli osobami, które co najmniej raz w tygodniu doświadczały świadomego snu, a więc zgodnie z przyjętymi normami były to osoby często śniące świadomie. Spośród wszystkich uczestników, trzem osobom udało się z sukcesem odebrać i rozkodować zadanie oraz odpowiedzieć na, w sumie, 15 zadań matematycznych. Bezpośrednie inkorporacje dotyczyły ponad 60% podawanych bodźców. Biorąc pod uwagę trudności jakie sprawiają wszelkie badania z udziałem osób świadomie śniących, 3 osoby na 10, w tym 15 udanych prób komunikacji sen-jawa-sen z przekazywaniem złożonych informacji w obie strony to już całkiem niezły sukces. Jest duża szansa, że wyniki te zostaną uzupełnione i doczekamy się ciekawej publikacji naukowej na ten temat, gdyż Kristoffer Appel kontynuuje swoje badania w ramach pracy doktorskiej, a postępy jego prac możemy śledzić na stronie internetowej http://www.sleepcommunication.com/.

Poziom III – komunikacja pomiędzy śniącymi (z wykorzystaniem przekaźnika na jawie) 
Bardziej skomplikowanym procesem byłaby komunikacja pomiędzy dwiema (lub więcej) osobami pogrążonymi we śnie, które porozumiewają się między sobą za pomocą fizycznego „węzła komunikacyjnego” zlokalizowanego gdzieś na świecie – tym prawdziwym, a więc na jawie. Komunikacja sen-jawa-sen może wydawać się czymś abstrakcyjnym, jednak biorąc pod uwagę wszystkie wyżej wspomniane rozwiązania technologiczne i metody naukowe, jest jak najbardziej możliwa. Co więcej, zostały nawet przeprowadzone próby takiej komunikacji a jej rezultaty przedstawiono podczas konferencji International Association for the Study of Dreams (IASD) w roku 2012. Prezentacja autorstwa Daniela Oldisa i Seana Olivera nie jest co prawda wynikiem żmudnych badań naukowych w laboratorium snu, ale przedstawia ciekawą koncepcję oraz jej przetestowanie w pół-amatorski sposób, niemniej jednak warto się przyjrzeć jej bliżej, gdyż ogólne założenia metody wydają się słuszne a wyniki możliwe do powtórzenia w kontrolowanych warunkach.

Z badań nad snem wiemy już, że różne bodźce zewnętrzne mogą zostać włączone do snu i rozpoznane, a śniący mogą za pomocą zdefiniowanych wcześniej ruchów oczu wysłać na zewnątrz sygnał, który jest obserwowalny i rejestrowalny. Możemy też monitorować pracę naszego mózgu podczas snu, aby móc określić kiedy znajdujemy się w fazie REM. Mając do dyspozycji wiele technologii przesyłania danych na odległość, sygnały te mogą zostać bez problemu przesłane, np. na serwer pełniący rolę wspomnianego węzła komunikacyjnego, który będzie zapisywał odebrane sygnały i koordynował przesyłanie odpowiednich sygnałów dalej do innych osób pogrążonych we śnie, przez co osoby śniące mogą pozostawać w stałym kontakcie pomiędzy sobą, cały czas znajdując się we śnie.

W eksperymencie Oldisa i Olivera obaj Panowie oraz ich znajomi pełnili rolę obiektów doświadczalnych, których sen monitorowany był przez „zhakowany” ZEO, który służył równocześnie jako rejestrator ruchów oczu jak i monitor fal mózgowych. Sygnały z ZEO docierały do laptopa i były analizowane za pomocą skryptu, który z kolei wysyłał je na stronę internetową www.sleepstreamonline.com. Tam sygnały pochodzące od śpiących osób były porównywane i jeżeli okazało się, że obie osoby były w tym samym czasie w fazie REM (w tych próbach zawsze uczestniczyły jednocześnie dwie osoby), jedna z nich (osoba A) otrzymywała sygnał świetlny (lampka sterowana tym samym skryptem), który miał zostać włączony w sen i rozpoznany, dzięki czemu osoba A mogła zorientować się, że właśnie śni. Następnie, zadaniem osoby A było przekazanie odpowiedniego kodu w postaci ustalonej wcześniej sekwencji ruchów oczu, który był odebrany przez ZEO, interpretowany przez skrypt i wysyłany na serwer. Z serwera została wysyłana informacja do komputera osoby B, którą odbierał skrypt i na jej podstawie wyzwalał zapalenie się lampki u tej osoby (zatem osoba A wprost ze swojego snu zamierzonym działaniem przekazała sygnał świetlny osobie B). Jeżeli sygnał ten został włączony w sen osoby B i rozpoznany przez nią, mogła ona odpowiedzieć osobie A w ten sam sposób, tzn. wysyłając sygnał świetlny poprzez wykonanie we śnie odpowiedniej sekwencji ruchów oczu. W końcu, ze strony www.sleepstreamonline.com można było pobrać logi wszystkich sesji z danej nocy i skonfrontować je z relacjami uczestników.

Wyniki tych eksperymentów pokazały, że komunikacja pomiędzy osobami pogrążonymi we śnie jest możliwa, a prezentacja o której mowa (w jęz. angielskim) jest do obejrzenia tu:


Autorzy tej koncepcji wskazują, że może ona posłużyć jako zabawa polegająca na wzajemnym uświadamianiu się we śnie, co można by nawet przeobrazić w pewnego rodzaju grę. Nowego znaczenia nabiera też termin „wspólne śnienie” (mutual dreaming, shared dreaming). Warto by jednak powtórzyć te badania w kontrolowanych warunkach, co jak zwykle sprawiłoby wiele trudu, gdyż wymagałoby wielu prób z doświadczonymi lucid dreamerami, wielu nocy spędzonych w co najmniej dwóch pracowniach snu jednocześnie itp.. Obecnie można by stosować szereg różnych znaków opartych o specyficzne wzorce aktywności określonych obszarów mózgu, zmieniających się w odpowiedzi na wykonywane czynności we śnie – wiadomo, że pewne czynności wykonywane we śnie prowadzą do aktywacji określonych rejonów kory (badania Martina Dreslera czy Daniela Erlachera), a wykorzystując techniki EEG, fNIRS, fMRI, potencjały wywołane, czy nawet przezczaszkową stymulację elektryczną, można by precyzyjniej wykrywać fazę REM oraz urozmaicić repertuar jak i udoskonalić sposób przekazywania komunikatów.

Co dalej? 
Nie wiem czy były jeszcze badane jakieś inne drogi komunikacji, których stroną była przynajmniej jedna osoba pogrążona we śnie, ale wydaje mi się, że w literaturze nic więcej nie znajdziemy. Osobom zainteresowanym tematem warto śledzić pracę Kristoffera Appela, który być może opublikuje coś nowego w tej dziedzinie, kiedy już skończy swój doktorat. Na koniec warto zadać sobie pytanie, jakie nowe szlaki komunikacyjne można by jeszcze stworzyć, i co można by dzięki temu osiągnąć. Czy poza rozwijaniem umiejętności świadomego śnienia (poprzez wspólne uświadamianie się i różne gry) oraz zastosowanie typowo rozrywkowe, o jakim wspominają Oldis i Oliver są jeszcze jakieś praktyczne zastosowania komunikacji ze śniącymi? Appel sugeruje na przykład, że może kiedyś, gdy technologia sennej komunikacji rozwinie się trochę bardziej, możliwe będzie zastosowanie jej w psychoterapii koszmarów sennych prowadzonej przez psychoterapeutę, który w trybie live będzie pomagał osobie cierpiącej na złe sny w poradzeniu sobie z nimi. Ale przede wszystkim jest to ciekawe narzędzie do badania samych snów, które odpowiednio rozwinięte (na przykład tak) mogłoby ułatwić relacjonowanie własnych marzeń sennych w czasie rzeczywistym, co umożliwiłoby chociażby bardziej precyzyjne badanie neuronalnych korelatów sennych wydarzeń.

Erlacher D, Schredl M (2008) Do REM (lucid) dreamed and executed actions share the same neural substrate? Int J Dream Res 1(1): 7-14.

Erlacher D, Schredl M, LaBerge S (2003) Motor area activation during dreamed hand clenching: a pilot study on EEG alpha band. Sleep and Hypnosis 5: 182-187.

LaBerge S, Nagel L, Dement WC, Zarcone V (1981) Lucid dreaming verified by volitional communication during REM sleep. Percept Mot Skills 52: 727-732.

Strelen J (2006) Acoustic evoked potentials in lucid dreaming (in German). Ph. D. thesis, University of Mainz.

Hearne KM (1978) Lucid dreams: an electrophysiological and psychological study. Doctoral dissertation. University of Liverpool.

Oldis D, Oliver S (2012) Experiments in Inter-Dream Communication. IASD. Berkley CA.

Appel K (2013) Communication with a sleeping person. M.Sc. Thesis, University of Osnabrück.

Appel A, Pipa G (2015) Sleep communication. Wordsleep2015. Istanbul, TR.

Grafika na górze artykułu pochodzi z prezentacji Oldis i Oliver, IASD 2012

piątek, 13 maja 2016

Współwystępowanie uszkodzeń mózgu i stanów dysocjacyjnych

Aby zdefiniować rolę poszczególnych struktur mózgu w kontekście badanych zjawisk psychicznych i zachowań, naukowcy i klinicyści posługują się zróżnicowanymi metodami neuroobrazowania czynnościowego. Aktywność obszarów i ich wzajemne interakcje możemy badać przy użyciu szerokiej gamy technik, takich jak elektroencefalografia (EEG), funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), magnetoencefalografia (MEG), pozytonowa tomografia emisyjna (PET), spektroskopia bliskiej podczerwieni (NIRS) czy tomografia emisyjna pojedynczych fotonów (SPECT). Każda z nich posiada specyficzne dla siebie zalety i ograniczenia, wykorzystując różne aspekty aktywności mózgu - począwszy od zwiększonego zapotrzebowania na glukozę i utlenowaną krew obszarów aktywnych metabolicznie, a skończywszy na pomiarach zmian napięcia elektrycznego czy pola magnetycznego.

Zanim jednak opracowano i wdrożono te metody, badano zachowania pacjentów z domniemanymi lezjami (uszkodzeniami) mózgu - ich obecność i zakres – weryfikowano pośmiertnie, by powiązać wybrane struktury z zaobserwowanymi deficytami. Dziś, kiedy powszechnie możemy wspomagać się neuroobrazowaniem strukturalnym (takim jak tomografia komputerowa czy rezonans magnetyczny), wykrywanie uszkodzeń dostarcza cennych wskazań dotyczących związków przyczynowo-skutkowych pomiędzy istnieniem lezji a obserwowalnymi objawami. Wśród problemów, które dotykają osoby po uszkodzeniach mózgu znajdują się także zmienione stany świadomości i zaburzenia snu. Prześledźmy kilka takich przypadków, które niedawno zostały opisane w literaturze, by lepiej zrozumieć skomplikowany mechanizm powstawania świadomych snów i zjawisk typu out-of-body experience.

Jedną z pacjentek, której przypadek zanalizowano była 26-letnia kobieta; została hospitalizowana z objawami ataksji ruchowej (niezbornością chodu), bólem głowy i podwójnym widzeniem. Pacjentka skarżyła się przede wszystkim na częste koszmary, przebudzenia nocne i występujące rankami stany świadomego snu, które, choć kontrolowane, miały nieprzyjemny charakter i wiązały się z negatywnymi przeżyciami, takimi jak hospitalizacja czy bójka, której była świadkiem. Jak wykazały wyniki rezonansu magnetycznego, doznała niewielkiego udaru niedokrwiennego w obszarach lewego przedniego i grzbietowo-przyśrodkowego wzgórza, zaopatrywanych przez tętnicę wzgórzowo-guzową. Po przeprowadzeniu kompletu badań, wdrożono leczenie przeciwpłytkowe, mające na celu przeciwdziałanie zakrzepom. Jednocześnie wykluczono występowanie zespołu stresu pourazowego. Podczas ostrej fazy udaru odnotowano zwiększoną długość snu, sięgającą 12 godzin, a w kolejnych dniach upośledzenie szeregu funkcji poznawczych, pamięci i doświadczanie silnego stanu lękowego. Polisomnografia wykonana 3 miesiące po zdarzeniu wykazała prawidłowy przebieg snu i znaczącą, choć niepełną poprawę funkcji intelektualnych. W tym samym czasie liczba koszmarów zmniejszyła się, a świadome sny całkowicie ustąpiły.

Drugim z analizowanych przez Sangiera i współpracowników pacjentem był 36-latek, który doświadczył bólu głowy, paraliżu twarzy i zaburzeń funkcji czuciowo-ruchowych. U pacjenta zaobserwowano nasilenie lęku, zaburzenia uwagi, zdolności pamięciowych i językowych, koszmary, przebudzenia nocne i występujące nad ranem, podlegające kontroli świadome sny. Także i w tym przypadku rezonans pozwolił na wykrycie izolowanego udaru w obrębie grzbietowo-przyśrodkowej części wzgórza, tym razem w obszarze ukrwionym przez tętnice okołośrodkową. Podobnie jak poprzednio, wdrożono leczenie przeciwzakrzepowe. Tak jak u 26-letniej pacjentki, po 3 miesiącach stwierdzono znaczącą poprawę i całkowity zanik świadomego śnienia.

Ryc 1. Wskazanie obszarów objętych udarem u 26-letniej pacjentki (góra)
i 36-letniego pacjenta (dół), źródło: Sagnier S. i in. 2015.
 
Zaburzenia snu występujące po udarach są dość powszechnym, choć wciąż niedostatecznie zbadanym zjawiskiem i poza wymienionymi problemami, obejmują także bezsenność, zaburzenia fazy REM i ruchy wykonywane w trakcie snu. Wciąż niewiele wiadomo o związku pomiędzy fragmentami objętymi udarem a typem występujących objawów. Postuluje się, że zaburzenia snu REM często są powodowane przez drobne wylewy w obrębie pnia mózgu, podczas gdy hipersomnia i występowanie nieregularnych epizodów senności w dzień są typowe dla uszkodzeń okolicy tętnicy okołośrodkowej. Wiąże się je m.in. z uszkodzeniami w obrębie jądra siatkowatego i środwstęgowego, które stanowią część systemu wzbudzającego i są zaangażowane w regulację rytmiki okołodobowej dzięki swym licznym połączeniom z podwzgórzem, prążkowiem czy strukturami korowo-limbicznymi. Samo wzgórze odkrywa ważną rolę w regulacji fazy non-REM, w tym generowaniu tak zwanych wrzecion snu (ang. sleep spindles), jak również w regulowaniu snu wolnofalowego. W badaniach polisomnograficznych przeprowadzanych w fazie ostrej udaru i po upływie kilku(nastu) miesięcy stwierdza się powszechnie zwiększony udział fazy 1, a także skrócenie fazy 2 wraz ze zredukowanymi wrzecionami i kompleksami K. Te charakterystyczne dla fazy 2 zjawiska są obserwowane w zapisie EEG, stanowią m.in. manifestację procesów konsolidacji pamięci i posiadają znaczącą wartość diagnostyczną. W konsekwencji udarów mózgu występuje także ograniczenie snu wolnofalowego i fazy REM, co dowodzi ogólnej dezorganizacji snu.

Jak jednak powiązać powyższe spostrzeżenia dotyczące anatomii funkcjonalnej wzgórza ze świadomymi snami? Literatura naukowa, pomimo swoich ograniczeń, wskazuje tu na przykład śmiertelnej bezsenności rodzinnej (ang. fatal familial insomnia, FFI) – warunkowanej genetycznie choroby, w której następuje charakterystyczne obumieranie neuronów przedniego i przyśrodkowo-grzbietowego wzgórza, a towarzyszące mu objawy obejmują odgrywanie treści marzeń sennych i oniryczny stupor. Autorzy pracy postulują także, że traumatyczne przeżycia związane z groźną dla zdrowia sytuacją mogły stanowić czynnik wyzwalający wystąpienie świadomych snów u obu opisanych osób.


Ryc. 2. Jądra wzgórza i złożoność ich połączeń z innymi strukturami mózgu,
źródło: http://ranzcrpart1.wikia.com (CC BY-SA)
Jeszcze ciekawsze badanie, obejmujące doświadczenia wyjścia z ciała (OBE, ang. out of body experiences), świadome sny i zaburzoną integrację informacji płynących z wielu zmysłów zrealizowali szwajcarscy naukowcy pod kierunkiem Olafa Blanke. Skupili się na pacjencie po prawostronnym, peryferycznym uszkodzeniu przedsionka, centralnej części błędnika kostnego, która zlokalizowana jest pomiędzy kanałami półkolistymi a ślimakiem. Pełni ona kluczową rolę w utrzymaniu równowagi i percepcji otoczenia, opierającej się na zjawisku integracji multisensorycznej – przykładowo, by utrzymać stabilną pozycję ciała, konieczne jest zestawienie informacji proprioceptywnej z kończyn dolnych, wzrokowej płynącej z siatkówki i tej pochodzącej z przedsionka, mówiącej o położeniu głowy i charakterystyce ruchu. Jeśli mechanizm integrowania zawodzi, pojawiają się takie objawy jak depersonalizacja czy subiektywne poczucie oddzielenia od ciała.

36-letni mężczyzna skarżył się na nawracające napady zawrotów głowy i nudności, które ulegały nasileniu pod wpływem skręcania głowy w lewo lub prawo. Co więcej, raportował także poczucie unoszenia się podczas chodzenia i uczucie spadania w trakcie leżenia w łóżku, co stanowiło częstą przyczynę wybudzeń. Epizody te trwały od kilku sekund do kilku godzin. U pacjenta nie stwierdzono uciążliwych objawów słuchowych czy szumów usznych i poddano go szczegółowym badaniom otoneurologicznym. Obejmowały one między innymi badanie słuchowych potencjałów wywołanych pnia mózgu (ang. brainstem auditory evoked potentials, BEAP), pozwalających na różnicowanie zaburzeń słuchu oraz elektronystamografię (ENG), diagnozującą narząd równowagi przez rejestrację ruchu gałek ocznych w oparciu o pomiar potencjału rogówkowo-siatkówkowego. Podczas dość skomplikowanej procedury, w zakres której wchodziła tzw. rejestracja oczopląsu podczasobrotowego w próbie ruchowej z pobudzeniem wahadłowym i test kaloryczny, wykonywany przez wlewanie wody o dwóch różnych temperaturach do uszu, a następnie pomiar potencjałów, zdiagnozowano patologiczne zmiany prawego przedsionka, wywołane najprawdopodobniej przez infekcję wirusową.

Obrazowanie przy użyciu rezonansu magnetycznego (MRI) i ogólne badanie neurologiczne przyniosło prawidłowe wyniki, nie przeprowadzono natomiast badania polisomnograficznego ani EEG, co może nieco zaskakiwać w kontekście charakterystyki zgłaszanych przez chorego objawów. Tuż po zdiagnozowaniu mężczyzna przeszedł 18 sesji fizjoterapeutycznych, polegających m.in. na wzrokowo-ruchowej stymulacji przedsionka; w ich wyniku doszło do ustąpienia świadomych snów i doświadczeń wyjścia z ciała.

Pierwsze objawy, powiązane z koszmarami nocnymi i stanami lękowymi, wystąpiły u pacjenta w wieku 11-12 lat i podobnie jak we wcześniej omówionych przypadkach, doświadczał on świadomych snów i zaburzeń dysocjacyjnych w godzinach porannych, najczęściej po uprzednim wybudzeniu. Doświadczenia te, związane z epizodami paraliżu przysennego z czasem ulegały wydłużeniu i intensyfikacji: świadome sny cechował rosnący stopień samoświadomości i możliwości interakcji z treścią marzenia sennego, a rzadziej występujące OBE stanowiły nieraz ich kontynuację. Dwa miesiące po zakończeniu fizjoterapii, postanowiono przyjrzeć się integracji informacji wzrokowej i pochodzącej z przedsionka, gdyż symptomy zaczęły stopniowo powracać.

W tym celu umieszczono badanego w ograniczającym ruchy własne pacjenta fotelu, którego ruchy obrotowe naśladowały naturalne ruchy głowy. Stereoskopowy bodziec wzrokowy stanowił układ przypadkowo rozproszonych kropek różnej wielkości, a pacjent miał stale skupiać wzrok na czerwonym, usytuowanym centralnie punkcie. W każdej z 560 prób badany doświadczał dwóch obrotów w tym samym kierunku, a następnie musiał zdecydować, czy drugi był mniejszy bądź większy od pierwszego. Zastosowano trzy warunki: obrotu samego fotela (unimodalny przedsionkowy), samego obrazu (unimodalny wzrokowy) oraz jednoczesnego obrotu fotela i obrazu (bimodalny). Po zakończeniu półtoragodzinnego eksperymentu, wyznaczono progi różnicowania zakresu obrotów dla każdego z tych warunków i porównano je z modelem optymalnej integracji bodźców wzrokowych i przedsionkowych. Zdrowi badani lepiej rozróżniają obroty w warunku bimodalnym w porównaniu z unimodalnym, podczas gdy wyniki pacjenta były gorsze, świadcząc o deficycie w integracji bodźców dwóch typów. Co więcej, próg rozróżnienia dla warunku bimodalnego był znacznie gorszy, gdy testowano stronę, po której znajdowało się uszkodzenie.

Ryc. 3. Schemat przeprowadzonego eksperymentu (A) i poszczególnych prób testowych (B),
podczas których badany oceniał zakres drugiej rotacji w porównaniu z pierwszą, źródło: Kaliuzhna M. i in. 2015
W kolejnym eksperymencie postanowiono przetestować mechanizmy samoidentyfikacji i lokalizacji położenia ciała poprzez zbadanie integracji bodźców wzrokowych i dotykowych podczas iluzji całego ciała (ang. full body illusion, FBI). Ten sam pacjent, znajdujący się w ciemnym pokoju, kładł się na urządzeniu, które w kontrolowany sposób dotykało jego pleców. Badany nosił gogle, które prezentowały mu wirtualny obraz ciała widzianego od tyłu, na którym punktami zaznaczono dwa miejsca stymulacji dotykowej. Przetestowano dwa warunki: synchroniczny, w którym wyświetlana i faktycznie dokonywana stymulacja pokrywały się czasowo i przestrzennie, a także asynchroniczny, gdzie występowały rozbieżności. Aby zmierzyć określane przez pacjenta położenie własnego ciała, polecono mu wykonać zadanie polegające na wyobrażaniu sobie wypuszczania piłki. Kiedy w myślach wypuszczał ją z dłoni, naciskał przycisk i przytrzymywał go do momentu spodziewanego upadku, co pozwalało na zmierzenie szacowanej odległości znajdowania się od podłoża. Pacjent opisywał swoje odczucia, a także wypełnił kwestionariusz dotyczący testowanych warunków, który zestawiono z wynikami grupy kontrolnej.

Wśród odnotowanych różnic zaobserwowano, że pacjent doświadczał silniejszych odczuć bycia usytuowanym poza wyświetlanym ciałem w warunku asynchronicznym i silniej odczuwał unoszenie się w powietrzu w warunku synchronicznym, podczas gdy nie stwierdzono takich różnic między warunkami wśród kontrolnych uczestników. Badany ponadto stwierdził, że w warunku synchronicznym doświadczał uczucia mrowienia w nogach i dolnej części pleców, a jego nogi były jakby lżejsze i sprawiały wrażenie unoszących się. Pacjentowi wydawało się również, że spogląda na ciało nad nim, a podczas mrowienia niejako wsuwał się pod nie, co przypominało mu doznania doświadczane w trakcie epizodów OBE. Zastosowano jeszcze dodatkową próbę, łączącą procedurę full body illusion z wyświetlaniem przepływu kropek w kierunku od- i do- pacjenta. W warunku synchronicznym z przepływem „do” doświadczał on silnego mrowienia w całym ciele, a w asynchronicznym wydawało mu się, jakby stał i spoglądał prosto na ciało przed nim. Przy zastosowaniu przepływu „od” wystąpiły te same doznania, ale znacznie słabsze.

Opisane studium przypadku zdaje się potwierdzać kluczową rolę, jaką pełni integracja multisensoryczna w zaburzeniach dysocjacyjnych, manifestujących się nieprawidłowym postrzeganiem ułożenia swojego ciała w otoczeniu. Zasadnicza zmiana sposobu odczuwania ciała, jaka zachodzi w przypadku OBE jest zatem złożonym zjawiskiem, do którego pełnego opisu należy uwzględniać mechanizmy korowe, podkorowe i obwodowe, przyczyniające się do poczucia oddzielenia od ciała i zmiany perspektywy pierwszoosobowej. By właściwie ocenić występowanie ruchu, mózg musi zestawić bodźce wzrokowe z tymi pochodzącymi ze zmysłu równowagi. Ponieważ do skutecznego przetwarzania sygnałów z otoczenia, odbieranych przy pomocy niedoskonałych zmysłów konieczna jest redukcja szumu informacyjnego, integracja bazująca na wielu źródłach informacji pozwala w szybki i bezwysiłkowy sposób na prawidłowe postrzeganie siebie i środowiska. Sytuacja ulega zmianie w przypadku uszkodzeń spowodowanych urazem lub stanem chorobowym, jak również przy celowym stosowaniu technik „wprowadzających mózg w błąd”.

Należy zwrócić uwagę na to, że zjawiska występujące w trakcie stanów dysocjacyjnych, takich jak OBE, mogą być zlokalizowane na różnych, wzajemnie oddziałujących na siebie poziomach przetwarzania. Zakłócenia mogą występować zarówno w obrębie pnia mózgu, w którym usytuowane są multisensoryczne jądra przedsionkowe, jak i na poziomie obszarów kory mózgowej, takich jak rejon styku skroniowo-ciemieniowego, który odpowiada za zestawianie informacji z narządu równowagi i innych zmysłów. Za szczególną rolą percepcji ułożenia ciała przemawia także to, że w świadomych snach często pojawia się motyw spadania bądź latania, a osoby wykazujące wyższą wrażliwość na kaloryczną stymulację przedsionka mają częściej świadome sny. Wydaje się wysoce prawdopodobne, że w przypadku ostatniego z opisanych pacjentów doszło do nawarstwiających się zaburzeń na wielu piętrach przetwarzania informacji, o czym mogą świadczyć parestezje czy mrowienie. Równolegle trzeba dostrzec istotną rolę samych zaburzeń snu, jego konkretnych faz i zjawisk towarzyszących samemu zasypianiu. Doświadczenia wyjścia z ciała szczególnie często dotykają osoby cierpiące na narkolepsję, która objawia się zaburzoną rytmiką snu i czuwania, włączając w to częste występowanie faz REM w ciągu dnia, połączonych z utratą napięcia mięśniowego. Nie bez powodu jedną z najskuteczniejszych metod wywoływania OBE, a także świadomych snów jest technika wchodzenia w paraliż przysenny – w świetle zrealizowanych badań wydaje się, że to odczuwana rozbieżność informacji, prowadząca do zaburzeń w integracji sygnałów zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia stanów tego typu. Na koniec warto wspomnieć, że sam badany okazał się osobą na tyle zainteresowaną zagadnieniem, że prowadził dziennik snów i zgłębiał literaturę poświęconą tej tematyce. Przypadek ten, w zestawieniu z badaniami odnoszącymi się do uszkodzeń wzgórza, podkreśla fascynującą złożoność interakcji pomiędzy funkcjonowaniem kory mózgowej, pierwotnymi mechanizmami percepcji i regulacji snu, a także czynnikami psychologicznymi.

Sagnier, S., Coulon, P., Chaufton, C., Poli, M., Debruxelles, S., Renou, P., Rouanet, F., Olindo, S., Sibon, I. (2015). Lucid dreams, an atypical sleep disturbance in anterior and mediodorsal thalamic strokes. Revue neurologique, 171(11): 768-772. PMID: 26494569

Kaliuzhna, M., Vibert, D., Grivaz, P., Blanke, O. (2015). Out-of-body experiences and other complex dissociation experiences in a patient with unilateral peripheral vestibular damage and deficient multisensory integration. Multisensory Research, 28: 613–635. PMID: 26595959

Gackenbach, J., Snyder, T., Rokes, L. and Sachau, D. (1986). Lucid dreaming frequency in relation to vestibular sensitivity as measured by caloric stimulation, J. Mind Behav. 7, 277–298

środa, 27 kwietnia 2016

Kolory w snach



Jak często zwracasz uwagę na to czy śnisz w kolorze? Większość osób powiedziałaby, że ich marzenia senne są pełne kolorów, a tylko czasami pamiętają swoje sny w odcieniach szarości. Temu zagadnieniu przyglądano się już we wczesnych latach zeszłego wieku. Co ciekawe, pierwsze badania w tym kierunku wskazywały na czarno-biały charakter snów, a kolorowe sny uznawano wtedy za przejawy różnych zaburzeń psychicznych. Przełom nastąpił z czasem, kiedy w latach 60-tych dwudziestego wieku zaobserwowano nagły wzrost kolorowych snów wśród badanych, a w roku 1968 amerykańscy naukowcy z Narodowego Instytutu Zdrowia Psychcznego (NIMH) orzekli, że niemal wszystkie sny zawierają kolory. Ciekawostką jest, że okres ten zbiega się w czasie z upowszechnieniem się... kolorowej telewizji w Stanach Zjednoczonych.

Kolorowe media w życiu ludzi wydawały się być ważnym czynnikiem wpływającym na obecność kolorów w snach, co potwierdzono w poźniejszych badaniach nad snami osób starszych i z terenów wiejskich. Jak się można domyślić, badania te pokazały, że odcienie szarości występowały znacznie częściej w snach tych osób, oraz w ogóle tych, które dłużej miały dostęp do czarno-białej telewizji, niż w przypadku współczesnych studentów oraz mieszkańców miast z szerszym dostępem do telewizji kolorowej.

W sprzeczności z powyższymi danymi stoją jednak wyniki badań, obejmujących analizę ponad 25 tysięcy snów z bazy danych, w której najstarsze zapisane sny sięgają roku 1912. W tym wypadku okazało się, że kolor w snach sprzed 1950 roku występował równie często, co w snach z lat bardziej współczesnych. Przypuszcza się zatem, że przewaga czarno-białych snów w pierwszej połowie XX wieku, a więc nie tylko przed wynalezieniem kolorowej telewizji ale również przed odkryciem fazy REM i zmiany podejścia do badań nad snem i marzeniami sennymi, jest wynikiem stosowania nieco odmiennej metodologii badawczej w drugiej połowie XX wieku.

Okazuje się również, że jeżeli wydaje nam się, że śnimy na czarno-biało to być może mamy problemy z pamięcią. Wykazano bowiem, że udział snów czarno-białych jest negatywnie skorelowany z pamięcią kolorów i zdolnością do pamiętania snów. Jeżeli o kolory pytano badanych od razu po przebudzeniu, udział czarno-białych snów spadł prawie do zera. Podobne przypuszczenia, że problemy z przywoływaniem treści marzeń sennych mogą odpowiadać za brak kolorów w snach poajwiły się już wcześniej, kiedy zaobserwowano, że jedynie od 25% do 29% osób pytanych w ciągu dnia o to co im się śniło przypominało sobie kolory. Kiedy z kolei budzono osoby w fazie snu REM, kiedy, jak wiadomo, śnimy najaktywniej, kolory pojawiały się w 70% - 83% przypadków.

Zdolność do przywoływania kolorów w snach po przebudzeniu może też wiązać się z charakterem naszej świadomości we śnie. Przykładowo, w snach świadomych, w których mamy wysoki poziom wglądu, niemal pełny dostęp do zasobów pamięciowych i potrafimy krytycznie spojrzeć na otaczającą nas rzeczywistość, wyraźne kolory pamiętane są znacznie częściej niż w snach zwykłych. A może po prostu treść, łącznie z takimi szczegółami jak kolory, lepiej pamiętamy z tego typu snów? Możliwe, że tak właśnie jest i ma to związek z emocjami. Wydaje się, że ludzie wykazują tendencję do lepszego zapamiętywania tych fragmentów snów, które silnie stymulują emocje, a epizody swiadomości podczas snu należą do takich fragmentów w szczególności.

Co więcej, kolory w snach mogą odzwierciedlać naszą osobowość, na co wskazują badania z wykorzystaniem testu kolorów Lüschera zaadoptowanego do marzeń sennych. Test Lüshera pozwala na podstawie preferencji kolorów określić osobowość osoby badanej. Kiedy zasady tego testu zastosowano do kolorów występujących w marzeniach sennych badanych osób, okazało się, że określona na ich podstawie osobowość w dużej mierze odpowiada wynikowi testu przeprowadzonego w normalnych warunkach. Warto jednak mieć na uwadze, że test kolorów Lüschera jest jednym z tych narzędzi psychologii, którego skuteczność została poddana w wątpliwość, w skutek czego prawie w ogóle się z niego obecnie nie korzysta (a przynajmniej nie jest to zalecane).

A co jeśli sny nie są ani czarno-białe, ani kolorowe? Ciekawe zdanie w tej kwestii ma profesor filozofii z University of California w Riverside, Eric Schwitzgebel. Czy osoby, które uważają, że śnią w kolorze, naprawdę śnią w kolorze, czy może kolory większości obiektów w świecie snu są niesprecyzowane – podobnie jak w powieści, gdzie nie jest podany każdy szczegół, w tym kolor, opisywanych obiektów, co nie przeszkadza nam sobie tego wyobrażać w odpowiedni dla nas sposób?

Codzienne życie widzimy przecież w różnych barwach, zatem nieracjonalne wydaje się aby film czy telewizja determinowała to, w jakim kolorze śnimy. Bardziej prawdopodobne jest, że z czasem zmienił się sposób opisywania snów, niż same sny. Podejrzane jest,  że era snów czarno-białych zaczęła się i skończyła wraz z nastaniem i upadkiem czarno-białej telewizji. Czemu za czasów Arystotelesa, Descartesa czy nawet Freuda nikt nie zauważył, że sny są czarno białe? Może dlatego, że nie było wtedy czarno-białej telewizji? Według Schwitzgebela, marzenia senne mogą nie mieć sprecyzowanych kolorów, natomiast to jak je opisujemy może zależeć po prostu od czynników kulturowych, na które jesteśmy narażeni.

Murzyn, E. (2008). Do we only dream in color? A comparison of reported dream color in younger and older adults with different experiences of black and white media. Consciousness and cognition, 17(4), 1228-37.

Schredl, M., Fuchedzhieva, A., Hämig, H., & Schindele, V. (2008). Do we think dreams are in black and white due to memory problems? Dreaming, 18(3), 175-180.
Hoss, RJ (2010). Color reported in dreams in the first and second half of the 20th century: a content analysis. http://dreamscience.org (30.03.2016)

Hoss RJ. Working with colors in dreams. http://www.dreamgate.com/dream/hoss/ (30.03.2016)

Schwitzgebel E. (2002). Why did we think we dreamed in black and white? Stud. Hist. Phoil. Sci. 22, 649-660.

Zdjęcie: Jan Brzostowski

wtorek, 12 kwietnia 2016

Świadome śnienie u osób z objawami psychotycznymi


Niedawno, w czasopiśmie Frontiers in Psychology, opublikowano wyniki pierwszego na świecie badania, w którym przeanalizowano świadome śnienie w gronie osób wykazujących zaburzenia psychotyczne. W badaniu tym uczestniczyły trzy grupy: osoby ze stwierdzoną schizofrenią (S), osoby ze zdiagnozowaną chorobą afektywną dwubiegunową (bipolar disorder, BD) oraz grupa kontrolna. Badanych poproszono o opisanie ostatniego snu jaki pamiętają i następnie przeanalizowano jego treść za pomocą programu Speech Graphs, który w matematyczny sposób analizuje strukturę takiego opisu, pomijając całkowicie subiektywny kontekst wypowiedzi, co ma duże znaczenie w przypadku analizy wypowiedzi ustnych osób z zaburzeniami psychotycznymi. Dodatkowo, przeprowadzono ankiety zawierające pytania dotyczące normalnego oraz świadomego śnienia (p. tabela poniżej). Jak się okazuje, wyniki uzyskane w tym badaniu stanowią niemałe zaskoczenie.

We wszystkich trzech grupach około połowa badanych doświadczyła świadomego snu przynajmniej raz w życiu, poza tym grupy nie różniły się liczbą świadomych snów w ciągu życia – jedynie w grupie BD trochę więcej (55%) osób doświadczyło LD powyżej 10 razy w ciągu życia, w porównaniu do grupy S i kontrolnej (odpowiednio 33% i 31%) ale różnica ta nie była istotna statystycznie. Najciekawszym wynikiem, odwrotnym do przyjętej hipotezy, było to, że osoby z objawami psychotycznymi częściej kontrolowały swoje świadome sny w porównaniu z grupą kontrolną (67% w grupie S, 73% w grupie BD i tylko 23% w grupie kontrolnej).


Jak wiadomo, zaburzenia psychotyczne wiążą się z obniżoną aktywnością kory przedczołowej, podobnie zresztą jak w normalnym śnie zdrowych osób, co prowadzi m.in. do obniżonej samokontroli oraz deficytów racjonalnego myślenia. Wiadomo również z badań nad osobami zdrowymi, że świadome śnienie jest skorelowane ze zwiększona kontrolą wewnętrzną, czego skutkiem jest to, że osoby śniące świadomie lepiej kontrolują swoje procesy poznawcze i emocjonalne na jawie. Ponieważ świadome śnienie jest wynikiem wyższej (niż normalna podczas zwykłego snu) aktywności obszarów przedczołowych, spodziewano się, że u osób ze zdiagnozowanymi objawami psychotycznymi świadome śnienie jak i kontrola nad tym procesem będzie zjawiskiem rzadszym w porównaniu z grupą kontrolną. Początkowo wydawało się, że uzyskane wyniki, sprzeczne z tym założeniem, są efektem działania leków przeciwpsychotycznych, których jednym z głównych celów są właśnie neurony kory przedczołowej, a jednym z efektów ich działania jest wzrost długości oraz wydajności snu. Szybko jednak wykluczono tę przyczynę porównując dawki leków przeciwpsychotycznych osób z grup S i BD pomiędzy podgrupą śniących świadomie i nie doświadczających świadomych snów w ogóle, a następnie w podgrupie śniących świadomie pomiędzy tymi co kontrolują swoje sny i tymi co tego nie potrafią – w obu przypadkach różnic nie było.

Jednym z możliwych powodów takiego wyniku jest to, że stan psychotyczny wzmaga kontrolę procesów wewnętrznych kosztem kontroli nad zewnętrzną rzeczywistością. Zakładając, że pozytywne objawy psychozy są wynikiem przenikania procesów umysłowych ze snu REM do czuwania a świadome śnienie odwrotnie – wynikiem przenikania procesów umysłowych ze stanu czuwania do snu REM, osoby, które często doświadczają obu tych zjawisk mogą być lepiej wyćwiczone poznawczo aby kontrolować ich wewnętrzną rzeczywistość niż osoby rzadko doświadczające świadomych snów. Przemawia za tym fakt, że osoby śniące świadomie z grup S i BD częściej porównywały swoje sny do codziennego życia w porównaniu z osobami psychotycznymi, które nie śniły świadomie. Inna interpretacja tego wyniku mówi, że lepsza kontrola świadomych snów może być wynikiem działania kompensacyjnego, w którym osoby psychotyczne częściej uciekają się do kontroli w snach niż do dużo trudniejszej kontroli rzeczywistości.

Spodziewano się również, że pacjenci psychotyczni, którzy doświadczają świadomych snów, będą lepiej radzili sobie ze swoimi objawami. Wynika to również z tego, że obniżona aktywność kory przedczołowej związana ze stanami psychotycznymi oraz snem u osób zdrowych jest wiązana przyczynowo z deficytami krytycznego myślenia w obu tych stanach, a skoro świadome śnienie wiąże się z wyższą aktywacją kory przedczołowej (i można się tej umiejętności nauczyć) już wcześniej zaproponowano, że świadome śnienie może być jednym ze sposobów terapii dla pacjentów psychotycznych. W tym przypadku również hipoteza ta nie znalazła potwierdzenia. Dzięki przeprowadzonym analizom psychometrycznym pozwalającym “zmierzyć” symptomy psychotyczne nie udało się stwierdzić żadnych różnic pomiędzy pacjentami śniącymi świadomie i nie. Nie udało się znaleźć żadnych zalet świadomego śnienia, nawet gdy analizowano jeden z punktów związany z brakiem wglądu i osądu, co oznacza, że większy wgląd we własne procesy myślowe podczas świadomego snu u pacjentów psychotycznych nie przekłada się na to samo w stanie czuwania. Dodatkowo, objaw wycofania emocjonalnego, charakteryzujący się brakiem zainteresowania zewnętrznymi wydarzeniami, nawet przeważał u świadomie śniących pacjentów schizofrenicznych a analiza struktury opisu snu wykazała, że osoby takie charakteryzują się mniej złożonym tokiem myślenia, w porównaniu z osobami nie śniącymi świadomie z tej samej grupy.

Przeprowadzone badanie, chociaż unikalne na skalę światową, ma wiele minusów, o czym sami autorzy piszą w swoim artykule, a kilka z nich tu wymienię. Po pierwsze, liczebność grup była stosunkowo niska, 25, 20 i 28 odpowiednio dla grup S, BD i kontrolnej. Grupa kontrolna była zbieraniną osób z tego samego ośrodka, które co prawda nie miały objawów psychotycznych, jak pacjenci z grupy S i BD, ale znajdowały się w niej osoby zarówno z objawami psychiatrycznymi, jak np. depresja czy zaburzenia lękowe (chociaż bez żadnej konkretnej diagnozy psychiatrycznej) oraz osoby nie wykazujące żadnych objawów psychiatrycznych w ciągu całego życia. Kolejną rzeczą jest to, że ocenę co do natury snu (czy był świadomy czy nie) pozostawiono samym badanym, a takie rzeczy powinny być oceniane przez niezależnych sędziów. Ponadto, nie sprawdzono też, czy pacjenci mieli kiedykolwiek świadome sny konkretnie podczas epizodów psychotycznych (pytanie dotyczyło całego życia). Ponieważ wszyscy pacjenci z grup S i BD byli w trakcie farmakoterapii, należy z kolejnej strony ostrożnie patrzeć na te wyniki gdyż wiadomo, że leki psychotropowe mogą wpływać na odbiór snu i jego przypominanie sobie; samo to jak często pacjenci pamiętają swoje sny też nie było sprawdzane.

Pomimo tych wad, badanie to ukazuje istnienie związku pomiędzy stanami psychotycznymi a świadomym śnieniem i zdecydowanie przydałoby się przyjrzeć temu zagadnieniu głębiej. Tym bardziej, że z badania tego wynikają niepokojące przesłanki, że praktykowanie świadomego śnienia może być niekorzystne dla osób z objawami psychotycznymi, gdyż zamiast im pomóc, może prowadzić do pogłębienia ich choroby i spowodować, że swój wewnętrzny świat będą postrzegać jako rzeczywistość.

Mota NB, Resende A, Mota-Rolim SA, Copelli M and Ribeiro S. 2016. Psychosis and the Control of Lucid Dreaming. Front. Psychol. 7:294. doi: 10.3389/fpsyg.2016.00294

Foto: Joe Skinner Photography, CC BY-NC-ND 2.0 

wtorek, 29 marca 2016

Skąd się bierze demoniczna postać, często obecna podczas paraliżu sennego?


Z pośród różnego rodzaju halucynacji, jakich możemy doświadczyć podczas paraliżu sennego, wiele osób widzi ciemną, humanoidalną postać, pozbawioną jednak szczegółowej charakterystyki (nie widać na przykład szczegółów twarzy tej postaci, choć zdarzają się od tego wyjątki). To, za co lub kogo weźmiemy tę postać (diabeł, strzyga, obcy itd.), zależy głównie od uwarunkowań kulturowych. O ile w jednym z wcześniejszych artykułów opisane zostały źródła wielu innych wrażeń towarzyszących paraliżowi sennemu jak i halucynacje ogólnie, ten poświęcony zostanie właśnie tej tajemniczej postaci. Skąd się ona bierze?

Według hipotezy Jalala i Ramachandrana z University of California, za doświadczanie obecności tej tajemniczej postaci podczas epizodów paraliżu sennego odpowiada funkcjonalne zaburzenie tylnej części prawej kory ciemieniowej. Według autorów takie halucynacje mogą pojawiać się, kiedy zaburzone zostaną procesy przetwarzania multisensorycznego w obrębie skrzyżowania skroniowo-ciemieniowego (TPJ), podobnie jak w przypadku wielokrotnie demonstrowanych manipulacji aktywnością tego obszaru mózgu i tym samym wywoływania wrażenia przebywania poza ciałem (OBE), a także prawego górnego płacika ciemieniowego (rSPL), który uczestniczy w tworzeniu neuronalnej reprezentacji naszego ciała.

TPJ, który pełni krytyczną rolę w umiejętności dokonywania rozróżnienia na linii „ja” - „inni”, normalnie podczas snu REM jest mało aktywny; dlatego właśnie we śnie może zdarzyć się, że tracimy poczucie własnej cielesności, widząc siebie z perspektywy trzeciej osoby lub znajdując się wręcz w ciele kogoś innego.

Uważa się, że w podobny sposób TPJ może odpowiadać za niektóre objawy występujące podczas paraliżu sennego. Kiedy zdajemy sobie sprawę, że jesteśmy sparaliżowani, z naszej kory motorycznej (część kory czołowej) wysyłane są sygnały do mięśni ciała w celu poruszenia nim i przerwania paraliżu. Ponieważ jednak zablokowane mięśnie nie odpowiadają, do mózgu nie dociera z mięśni żaden sygnał zwrotny, który informowałby mózg o aktualnym położeniu i prędkości kończyny podczas wykonywanego ruchu. W komunikacji tej uczestniczy też kora ciemieniowa, która w normalnej sytuacji analizuje informację zwrotną z mięśni i tworzy na jej podstawie aktualną reprezentację naszego ciała. Przy braku sygnałów zwrotnych z mięśni zaburzone zostają procesy przetwarzania informacji w obrębie tych struktur, czego efektem są właśnie nietypowe cielesne wrażenia jak np. doświadczenia poza ciałem, postrzeganie swojego ciała lub jego części z zewnątrz lub wrażenie ruchu pomimo jego braku.

Co ciekawe, sytuacja, w której mamy wrażenie, że poruszamy swoimi kończynami podczas paraliżu sennego (a są to dosyć częste halucynacje) przypomina trochę sytuację odczuwanych ruchów oraz bólu kończyn fantomowych u osób, które straciły nogę lub rękę. W obu przypadkach iluzja ruchu najprawdopodobniej powstaje na skutek konfliktu multisensorycznego w obszarach kory ciemieniowej, w efekcie czego obszar ten nie jest „świadomy”, że kończyna jest unieruchomiona lub jej po prostu nie ma i pomimo, że nie dostaje żadnej informacji zwrotnej z mięśni, próbuje aktualizować jej neuronalną reprezentację. Dodatkowo, iluzoryczny feedback prowadzi do egzekucji kolejnych programów motorycznych na podstawie fałszywego przekonania, że poprzedni ruch został poprawnie wykonany, co w przypadku kończyn fantomowych może przyczyniać się do bolesnych spazmów, a w paraliżu sennym powoduje iluzję ruchu.

Interesujące jest też to, że osoby, które urodziły się bez jednej z kończyn, również odczuwają bóle fantomowe, podobnie jak osoby, które utraciły kończynę w trakcie życia. Takie obserwacje doprowadziły naukowców do przypuszczeń, że w mózgu istnieje wrodzony wzorzec – obraz ciała, zakodowany właśnie w obszarze prawego górnego płacika ciemieniowego. Zatem gdy osoba niemająca ręki odczuwa fantomowy ból, w rzeczywistości jest to ból ręki zakodowanej w tym wrodzonym wzorcu. Co więcej, według autorów, wzorzec ten oddziałuje na połączenia limbiczne i centra wzrokowe, czego skutkiem jest to, że istotom o danej budowie ciała atrakcyjne wydają się inne podobne istoty (ludzie ludziom, psy psom itp.). Ciekawa w tym kontekście jest apotemnofilia, czyli zaburzenie, w którym normalnie zbudowana osoba odczuwa silną potrzebę amputacji swojej kończyny, oraz fakt, że osoby takie odczuwają silny pociąg seksualny do osób z amputowanymi kończynami. Jeżeli więc przyjmiemy, że osoba z apotemnofilią nie ma z jakiegoś powodu np. jednej nogi w swoim obrazie ciała, zgodnie z tą hipotezą, wpływ jej wrodzonego, ale zaburzonego obrazu ciała na połączenia limbiczne i wzrokowe mógłby tłumaczyć, dlaczego czuje ona pociąg seksualny do osób po amputacji nogi.

Zbierając te informacje w całość, Jalal i Ramachandran wymyślili, że doświadczanie tajemniczych postaci – ducha, zmory, czy obcych, podczas paraliżu sennego może być skutkiem zaburzenia przetwarzania informacji w strukturach kory ciemieniowej, w szczególności właśnie TPJ i rSPL, prowadzącego do projekcji – w postaci halucynacji – własnego obrazu ciała. Jak to ujął Jalal – „umysł rzuca cień, tak jak to robi ciało”. Ponieważ granica pomiędzy „ja” i „inni” jest zatarta, ten „cień”, w połączeniu z wytworem wyobraźni sennej, tworzy samodzielne byty, przerażające, choć wyimaginowane, istoty. No właśnie – nie zapominajmy, że podczas paraliżu mamy otwarte oczy, widzimy swoje prawdziwe otoczenie i dodatkowo znajdujemy się wciąż w fazie snu REM, a więc śnimy, i – tu znowu przytoczę słowa Jalala - „sen, a właściwie koszmar, odgrywa się na naszych własnych oczach”.

Hipotezę o projekcji własnego "ja" wspierają dodatkowo obserwacje, podczas których u pacjentów manipulowano aktywnością obszaru TPJ za pomocą stymulacji prądem i wywoływano tym samym uczucie obecności istoty - cienia, stojącego za badaną osobą i przypominającego jej posturę, takiego ducha - sobowtóra.

Wracając jeszcze do wątku atrakcyjności seksualnej – czasami zdarza się, że podczas paraliżu sennego doświadczanie takiej ciemnej, demonicznej postaci, pomimo jej przerażającej natury, ma kontekst seksualny i nawet może prowadzić do spontanicznych orgazmów. Niektóre osoby twierdzą, że były zgwałcone przez demoniczne cienie albo, że obcy przeprowadzali na nich eksperymenty, skupiając się na narządach rozrodczych (np. pobieranie nasienia, jajeczek itp.). Autorzy sugerują, że ten seksualny kontekst niektórych doświadczeń z paraliżu sennego może być częściowo wytłumaczony wrodzonym, pierwotnym seksualnym powinowactwem do własnego wrodzonego wzorca ciała, za czym miałyby przemawiać przypadki apotemofili.

Jalal i Ramachandran podają nawet sposób na przetestowanie swojej hipotezy o „autoprojekcji”: należałoby przebadać populację osób cierpiących na jedno z zaburzeń związanych z modyfikacją obrazu ciała, np. na wspomnianą apotemnofilię czy chociażby anoreksję i sprawdzić, czy w trakcie, gdy osoby te doświadczają paraliżu sennego, postać, którą ewentualnie zobaczą podczas halucynacji, będzie odzwierciedleniem tego, jak siebie postrzegają (a więc ich własnego wrodzonego obrazu ciała). Jeżeli tak faktycznie by było, osoby cierpiące na apotemnofilię powinny w owych halucynacjach dostrzegać postacie pozbawione niektórych kończy.


Jalal B, Ramachandran VS. Sleep paralysis and ‘‘the bedroom intruder’’: The role of the right superior parietal, phantom pain and body image projection. Med Hypotheses (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.mehy.2014.10.002

Jalal B. The Neuroscience Of Sleep Paralysis Explains The Terrifying Experience Of Being Trapped In Your Body. 27.04.2015. www.braindecoder.com

Ilustracja: Gerard Van der Leun, CC BY-NC-ND 2.0

poniedziałek, 14 marca 2016

RE(M)asumując ruchowe funkcje oczu


W latach 30. ubiegłego stulecia, niejaki Edmund Jacobson prosił badane przez siebie osoby, aby przypominały w swojej pamięci znane sobie obiekty. Niezmiennie przy takich wyobrażeniach występował u nich ruch oczu, jakby omiatali wzrokiem rzeczywisty obiekt. Najbardziej spektakularny ruch gałek ocznych (w pionie) występował przy wyobrażeniu sobie wieży Eiffla.

W dobie eyetrackingu, liczba podobnych obserwacji nie tylko zwiększyła się, ale też stały się one dokładniejsze (mierzalne). W 1998r. Ann M. Demarais i Barry H. Cohen poprosili badane osoby o słuchanie czytanego tekstu, z jednoczesnym wyobrażaniem stosunków przestrzennych dwóch różnych obiektów znajdujących się w stosunku do siebie góra – dół lub lewo – prawo; cyt.: „słoik dżemu stoi pod pudełkiem herbaty” „słoik dżemu stoi na lewo od pudełka herbaty”. Okazało się, że słowa kodujące stosunek przestrzenny w poziomie (na lewo od, na prawo od) powodowały przesunięcie oczu horyzontalnie zgodnie z opisem w tekście, zaś słowa kodujące kierunek w pionie (nad, pod) powodowały przesunięcie oczu wertykalnie zgodnie z topografią określoną w tekście. Identyczne wnioski wyciągnęli ze swoich badań Michael J. Spivey i Joy J. Geng.

Jak ważna jest rola ruchu gałek ocznych w percepcji stosunków przestrzennych dowiódł również Vezio Ruggieri prosząc badane osoby o wyobrażenie sobie biegnącego konia w płaszczyźnie horyzontalnej tła (np. z lewej do prawej) nie poruszając przy tym głową ani oczami! Ponad 1/3 badanych przyznała, że nie wykonała tego zadania. Pozostałych nie sposób zweryfikować, czy istotnie była w stanie zadanie wykonać, czy kłamała lub czy w ogóle zrozumiała, co należało zrobić. W 2006r. Roger Johansson, Jana Holsanova i Kenneth Holmqwist rejestrowali ruchy gałek ocznych osób słuchających opisu złożonej sceny przestrzennej. W wyniku odtwarzania jej w wyobraźni w trakcie słuchania, oczy badanych automatycznie podążały w kierunkach wskazywanych przez czytającego. Identyczne ruchy wykonywały oczy badanych, gdy ci mieli z pamięci (w wyobraźni) odtworzyć obrazy z czytanego wcześniej zadania.

Aż prosi się, by badania tego typu wzbogacić o jeszcze jeden wymiar. Opisane wyżej przebiegały jedynie w płaszczyźnie (dwóch kierunkach liniowych) góra – dół/lewo - prawo. Zabrakło osi tył – przód. A byłoby to bardziej miarodajne i dokładne, ponieważ w grę tu wchodzą aż dwa mierzalne parametry: ruchy gałek ocznych i zmiany wielkości źrenicy. Najłatwiej to sprawdzić, gdy poleci się badanemu wodzić oczami za oddalającym/przybliżającym się palcem badającego. Przy oddalaniu palca źrenice badanego oddalają się od siebie i rozszerzają, z kolei przy przybliżaniu palca zbliżają się do siebie i zwężają. Są to tak zwane ruchy wergencyjne (zbieżne i rozbieżne) gałek ocznych. Istnieje jeszcze jeden typ ruchów gałek ocznych, jednak w zasadzie umyka on rejestracji. Są to ruchy skrętne (w lewo i prawo), których sami możemy doświadczyć, gdy pochylamy głowę (oczywiście do pewnego stopnia) w lewo lub prawo, a pomimo przechylenia obraz świata pozostaje pionowy. Nimi jednak nie będziemy się zajmować.

Związek opisanych wyżej badań ze snem w fazie REM jest oczywisty ze względu na (mimowolny) ruch gałek ocznych. Dodatkowo, faza ta cechuje się marzeniami sennymi, dla których zjawisko ruchu i zmiany stosunków przestrzennych są równie charakterystyczne. Jest to faza snu dynamicznego i często emocjonalnego. Ponieważ ewolucja to „oszczędna matka” i nie tworzy bytów bez potrzeby, ruchy gałek ocznych w fazie REM muszą pełnić jakąś istotną rolę, w przeciwnym razie byłyby bezsensownym marnotrawieniem energii. Ponieważ sen ewidentnie wpływa na procesy konsolidacji pamięci, czego dowodem są marne wyniki przyswajania wiedzy u osób z długotrwałą deprywacją snu, zachodzi pytanie – jaki wpływ na pamięć proceduralną ma sen REM?

Pytanie jest o tyle kuszące, że faza ta w zasadzie charakteryzuje się ruchem – jego zmiennym rytmem (ruchy oczu, oddech, dynamiczna treść marzeń sennych) i jego aktywnym hamowaniem (atonia pozostałych mięśni szkieletowych)! Zapis potencjałów korowych we śnie przypomina fazę czuwania nieprzypadkowo (sen paradoksalny), a pracują wtedy wszystkie ośrodki kory, nawet ruchowe. Po co byłby ten stan aktywności, gdyby kora nie konsolidowała wtedy w pamięci nowo nabytych kompetencji ruchowych lub przemodelowywała i/lub podtrzymywała stare? Blokada na linii ośrodki ruchowe – mięśnie służy oczywiście obronie organizmu przed zrobieniem sobie/innym krzywdy i przed wystawieniem się drapieżnikowi jako ofiara, a zachwianie tego mechanizmu najlepiej widać w epizodach stanów dysocjacji u ludzi. Chociaż liczba badań nad związkiem snu REM i konsolidacją pamięci proceduralnej systematycznie rośnie, to jest w nich wiele nieścisłości, które wymagają dalszej eksploracji tej zależności (Schredl 2005).

Jeżeli jednak powyższe rozważania okazałyby się prawdą to rola ruchów oczu we śnie (i aktywności korowych pól ocznych) może sprowadzać się do kalibrowania pozostałych ruchów (aktywności pól korowych) innych mięśni używanych podczas wykonywania określonych czynności motorycznych. Model byłby taki: w dzień uczymy się nowej czynności (w sposób skoordynowany i celowy ruszamy kończynami, tułowiem, nogami i oczywiście oczami) – zaś w nocy „szlifujemy” te nowe czynności przy zablokowanych mięśniach szkieletowych, ale aktywnych mięśniach gałkowych. Za takim podejściem przemawia jeszcze jedna przesłanka. Czas fazy REM jest procentowo największy w niemowlęctwie i dzieciństwie, kiedy nabywamy zdolności ruchowe, zaś z wiekiem skraca się on (łącznie z fazą wolnofalową), by w wieku starczym, gdy nie jesteśmy w stanie nauczyć się już praktycznie żadnych nowych czynności, stanowić mniej niż 20% jakościowo gorszego (przerywanego) snu.

Jak to wszystko przekuć na model badania? Niełatwo. Mięśnie gałkoruchowe są, oprócz przepony, jedynymi, które w REM-ie są zdolne do ruchu. Jednak, o ile przy oczach otwartych (w okulografie) dokładność pomiaru można ocenić co do ułamka stopnia kątowego (rząd 0,1 stopnia kątowego), o tyle przy oczach zamkniętych (w odprowadzeniach elektrycznych ze skóry wokół oczu) dokładność jest zdecydowanie niższa (maksymalnie rząd 2 stopni kątowych). Przez to wiele drobnych ruchów gałek może zostać w ogóle niezarejestrowanych, a założenie jest przecież takie, że im precyzyjniejsze (mniejsze) ruchy kończyn/palców, tym mniejsze ruchy oczu. Dzieje się tak ze względu na różnicę potencjału rogówkowo – siatkówkowego (stałego w spoczynku gałek), którego zmiany w rejestracji przy ruchach oczu wywołują potencjały w odprowadzeniach z okolic oczu (elektrod) ze względu na oddalanie lub przybliżanie rogówki/siatkówki. A taka rejestracja jest zdecydowanie mniej dokładna niż rejestracja z obecnych na rynku kamer o wysokiej rozdzielczości. Z tego też powodu ENG (elektronystagmografia) została praktycznie wyparta z diagnostyki otoneurologicznej przez VNG (wideonystagmografię). I jest to poważna wada, jeśli chodzi o dokumentację korelacji zapisu ruchów oczu ze śnionym dynamicznie obrazem scen w fazie REM. Nie dysponujemy obecnie na tyle dokładnym rejestratorem ruchów oczu (zamkniętych), a rejestratora ruchu źrenic nie ma w ogóle. Choć są podobno pewne rasy psów śpiące z otwartymi oczami, to uzbrojenie ich do snu w aparaturę pomiarową wydaje się mrzonką.

Doświadczenie można też spróbować przeprowadzić w formie budzenia w fazie REM lub budzenia zaraz po momencie jej zakończenia. Badanego należy wypytać o treść marzeń sennych, a najdokładniej o ruch i odgrywane we śnie zmiany stosunków przestrzennych. Następnie należy porównać taki wywiad z zapisem ruchu oczu i zaobserwować lub zanegować korelację. Aparatura do takiego badania powinna być czuła i powinna rejestrować sygnał z odpowiednim wzmocnieniem. Ponieważ może się to okazać trudnym zadaniem, można przeprowadzić eksperyment niejako pośrednio. Należy badanych podzielić na dwie grupy i zlecić im naukę jakiejś czynności manualnej, najlepiej dość skomplikowanej przestrzennie. Czynność ma być na tyle trudna, by dojście do wprawy zajęło badanym około 3 dni. W tym czasie co noc należy wykonywać im polisomnografię (PSG). Warunek wstępny jest taki, że jedna grupa przed każdym snem w trakcie okresu badań, będzie miała zwiotczane mięśnie gałkoruchowe, druga zaś nie. Po tym czasie (3 dni) sprawdzamy, w której grupie nauka czynności została opanowana i na jakim jest poziomie. Jeśli ośrodki korowe ruchu oczu biorą udział w kodowaniu ruchowym organizmu (konsolidacji pamięci proceduralnej) oraz stanowią wzorzec kalibracyjny dla ośrodków ruchowych kory pozostałych mięśni – grupa zwiotczana nie powinna opanować nauki czynności lub powinna opanować ją zdecydowanie gorzej.

Zachodzi jeszcze jedna obawa. Możliwe, że badani z grupy zwiotczanej mogą samoistnie wybudzać się w fazie REM, ze względu na doświadczanie vertigo, co przywołuje z pamięci słynne doświadczenia Hermana von Helmholtza na samym sobie. Uczony ten zastosował miejscowe znieczulenie, aby sparaliżować mięśnie gałkoruchowe, a następnie próbował poruszać otwartymi oczami. Przy każdej takiej (oczywiście bezskutecznej) próbie doznawał złudzenia, że świat przemieszcza się w kierunku przeciwnym do próby poruszenia oczami (gałki przecież nie poruszały się). Podkreśla to również znaczenie ruchu oczu w percepcji równowagi. Nie można przecież zapominać, że zmysł wzroku m.in. poprzez pęczek podłużny przyśrodkowy i pokrywę, wprzęgnięty jest w układ przedsionkowo - móżdżkowy, co czyni go nie tylko detektorem świata zewnętrznego (szlak grzbietowy i brzuszny przetwarzania wzrokowego), ale też detektorem położenia obserwatora względem tego świata. To już jednak temat na inne opracowanie.


Demaris AM, Cohen BH (1998). Evidence for image scanning eye movements during transitive inference. Biological psychology, 49,229-247

Jacobson E (1932). Electrophysiology of mental activities. The American Journal of Psychology, 44, 677-694

Janczewski G (1986). Otoneurologia kliniczna, s. 197.

Johansson R, Holsanova J, Holmqwist K (2006). Pictures and spoken descriptions elicit similar eye movements during mental imagery, both in light and in complete darkness. Cognitive Science, 30, 1053-1079

Rugieri V (1999). The running horse stops: The hypothetical role of the eyes in imagery of movement. Peceptual and Motor Skills, 89, 1088-1092

Schredl M. (2005). REM sleep, dreaming, and procedural memory. Behavioral and Brain Sciences 28:1, 80-81

Spivey, M.J., Geng, J.J., (2001). Oculomotor mechanisms activated by imagery and memory: Eye movements to absent objects. Psychological Research, 65, 235-241

Foto: Ed, CC BY-ND 2.0

środa, 4 lutego 2015

Predyspozycje do świadomego śnienia mogą mieć podłoże w budowie mózgu


Metapoznanie to zdolność do refleksji nad stanem własnego umysłu, a także opisu swych myśli. Czynnością o charakterze metapoznawczym jest chociażby ocena postępów w miarę wykonywania zadania lub planowanie nauki nowej umiejętności. W dużym uproszczeniu możemy zdefiniować metapoznanie jako myślenie o myśleniu, obejmujące zarówno wiedzę o naszych myślach, jak i ich regulację. Tę zaawansowaną zdolność do monitorowania i autorefleksji, wyróżniającą człowieka na tle innych gatunków, od dawna wiązano ze świadomym śnieniem. Niewielu z nas zastanawia się regularnie, czy w danym momencie śni; służące do tego testy rzeczywistości, będące powszechną metodą zwiększania szans na doświadczenie snów świadomych, to właśnie czynność metapoznawcza.

Wykazano, że wzrost metapoznawczego wglądu w trakcie snu przejawia się zwiększoną aktywnością obszarów przedczołowych, która zwykle ulega obniżeniu podczas snu REM. W porównaniu do tej fazy, w której procesy krytycznego myślenia zostają ograniczone, sen świadomy cechuje zwiększony stopień kontroli. Dotychczas nie zbadano relacji pomiędzy monitorowaniem myśli a snami świadomymi przez pryzmat ich mózgowego podłoża. Cel ten udało się zrealizować dopiero niedawno w badaniu, którego wyniki opublikowano na łamach The Journal of Neuroscience. To krok w stronę zrozumienia, jak budowa anatomiczna oraz różnice indywidualne przekładają się na zdolność do świadomego śnienia. 

W badaniu Elisy Filevich i wsp. wzięło udział 69 uczestników. Badanych, tuż po uzyskaniu obrazów strukturalnych ich mózgów, poddano krótkim testom w skanerze rezonansu magnetycznego. Uczestników skanowano podczas wykonywania prostego zadania monitorowania myśli (thought-monitoring task). Polegało ono na zaznaczaniu punktu na wyświetlanej skali, odzwierciedlającego to, w jakim stopniu ich myśli były w danej chwili ukierunkowane na zewnątrz (odgłos skanera, bodźce wzrokowe z otoczenia) bądź do wewnątrz (wspomnienia, plany). Warunek ten (monitor trial) poprzedzano warunkiem kontrolnym, podczas którego uczestnicy musieli jedynie najeżdżać kursorem na skalę w zaznaczanym losowo przy pomocy kółka miejscu (non-monitor trial). 


Schemat zadania monitorowania myśli. Na jego początku i w przerwach pomiędzy wyświetlaniem skal prezentowano krzyżyk, stanowiący punkt skupienia wzroku. Oznaczenia „INT” i „ENT”, wskazujące w warunku monitorowania (monitor trial) na ukierunkowanie myśli do wewnątrz i na zewnątrz, prezentowano w losowej kolejności na końcach skali. Poprzedzający warunek kontrolny (non-monitor trial), wizualnie zbliżony do warunku monitorowania, różnił się brakiem oceny ukierunkowania myśli (źródło: Filevich i in. 2015)

Po sesji badanych proszono o wypełnianie ankiet. Pytania dotyczyły zdolności przypominania sobie treści marzeń sennych oraz częstotliwości występowania i charakterystyki snów świadomych (według opisywanej wcześniej skali LuCiD). Ostateczny wynik uwzględniał aspekt jakościowy oraz ilościowy w zdolności ich doświadczania. Na tej podstawie badanych podzielono na dwie równoliczne grupy, by porównać budowę mózgu u osób z małymi i dużymi predyspozycjami do świadomego śnienia. 

Wyniki pomiarów pokazały, że osoby o zwiększonych predyspozycjach do świadomego śnienia charakteryzują się większą objętością istoty szarej w rejonie obejmującym pole 9 i 10 Brodmanna – grzbietowo-bocznej korze przedczołowej i korze czołowo-biegunowej. Zwiększoną objętość odnotowano także w obrębie prawego przedniego zakrętu obręczy, hipokampa oraz lewej dodatkowej kory ruchowej. 

Badaczom pozostało jeszcze sprawdzić zaangażowanie obszarów pola 9 i 10 w proces monitorowania myśli, porównując stopień aktywacji obszarów mózgu, wyznaczany za pomocą sygnału BOLD. Sprawdzono, czy obszary czołowo-biegunowe są zaangażowane w monitorowanie myśli, wybierając na rejon kontrolny przedni zakręt obręczy - także usytuowany w części czołowej, ale niezwiązany bezpośrednio z metapoznaniem. Zgodnie z oczekiwaniami, monitorowanie myśli zwiększyło istotnie aktywność w obrębie pól 9 i 10, lecz nie w przednim zakręcie obręczy. Tym samym udało się wykryć różnice pomiędzy mózgami osób o niewielkiej i znacznej zdolności do świadomego śnienia, zarówno na poziomie budowy mózgu, jak i aktywności neuronalnej. 


Różnice w procentowej zmianie sygnału BOLD podczas zadania monitorowania myśli, mierzone w odniesieniu do trzech obszarów (odpowiednio: lewe pole 10, rejon prawego pola 9/10 i prawy przedni zakręt obręczy). Słupki oznaczają błąd standardowy średniej, gwiazdką zaznaczono istotne różnice (źródło: Filevich i in. 2015) 

Obszary bieguna czołowego wiążą się z funkcjami poznawczymi wyższego rzędu, takimi jak organizacja treści w pamięci operacyjnej czy wnioskowanie o stanach mentalnych innych osób. Przypisuje się im również przetwarzanie abstrakcyjnych informacji oraz udział w świadomym przełączaniu pomiędzy wewnętrznie i zewnętrznie umiejscawianym poczuciem kontroli. Jak sugeruje sama Elisa Filevich, skłonności do autorefleksji w codziennym życiu mogą być silniejsze u osób, którym łatwiej kontrolować swoje marzenia senne. Z tego względu badacze planują kontynuację wątku poruszonego w eksperymencie, sprawdzając, w jakim stopniu trening świadomego śnienia wzmocni autorefleksyjne zdolności uczestników. Chcieliby oni ponadto zweryfikować, czy ćwiczenia te mogą wywołać zmiany w objętości struktur płata czołowego. 

Wyniki badania uzupełniają się z wcześniejszymi pracami w intrygujący sposób. Niedawno wykazano między innymi, że stymulacja elektryczna, wywołująca określoną aktywność w obszarach czołowych, ułatwia wystąpienie świadomych snów. W innej z ubiegłorocznych publikacji odnotowano z kolei, że neuronalne korelaty świadomego snu znacząco pokrywają się z tymi regionami mózgu, których funkcjonowanie jest nieprawidłowe u pacjentów zmagających się z zaburzeniami psychotycznymi – cechuje ich brak wglądu w swój nieprawidłowy stan umysłu. Rodzi to nadzieję na to, że terapie oparte o wiedzę dotyczącą metapoznania mogą okazać się u nich skuteczne. W jeszcze wcześniejszej pracy stwierdzono częste występowanie świadomych snów u dzieci w wieku szkolnym, częstsze u tych o większych zdolnościach intelektualnych. Znaczące obniżenie zdolności do świadomego śnienia występuje w okresie wkraczania w dorosłość i wiąże się najprawdopodobniej z przebiegającymi procesami dojrzewania mózgu oraz reorganizacji występujących w nim połączeń. 

Jak zwykle należy zachować powściągliwość w interpretacji wyników. Specyfika zadania mogła pokrywać się z warunkami sprzyjającymi świadomym snom, co niesłusznie sugerowałoby obecność ogólnego mechanizmu metapoznawczego. Trudności przysparza wyjaśnienie wyższej objętości istoty szarej lewego hipokampa. Autorzy postanawiają przypomnieć, że wykazano wcześniej korelację między objętością tej struktury i ciała migdałowatego a jaskrawością marzeń sennych. Istnieje też możliwość, że proces monitorowania nie jest zależny jedynie od funkcjonowania rejonów przedczołowych, ale szeregu innych mechanizmów. Warto również pamiętać o ograniczeniach i niejasnościach związanych z metodą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. 

Pole 10 ma niewątpliwie wyjątkowy charakter. Obszary bieguna czołowego są u człowieka znacznie większe niż u innych naczelnych, także przy uwzględnieniu proporcji pomiędzy strukturami. W skład tego dość jednorodnego obszaru wchodzi ponad 250 milionów neuronów w obrębie każdej z półkul. Charakteryzują się one rozbudowaną siecią połączeń, w której natrafić można na bardzo liczne kolce dendrytyczne, kluczowe dla procesów uczenia się i zapamiętywania. Widzimy zatem, że zarówno badania na poziomie komórkowym, jak i te z użyciem technik neuroobrazowania skłaniają do poznawania „obszarów biegunowych”, które mogą dostarczyć nam bezcennej wiedzy dotyczącej snu i świadomości.


Filevich E, Dresler M, Brick TR, & Kühn S (2015). Metacognitive mechanisms underlying lucid dreaming. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 35 (3), 1082-8 PMID: 25609624

Semendeferi, K., Armstrong, E., Schleicher, A., Zilles, K., Van Hoesen, G.W. (2001). Prefrontal cortex in humans and apes: a comparative study of area 10 American Journal of Physical Anthropology, 114 (3), 224-241

Dresler M, Wehrle R, Spoormaker VI, Steiger A, Holsboer F, Czisch M, & Hobson JA (2014). Neural correlates of insight in dreaming and psychosis. Sleep medicine reviews PMID: 25092021

Voss U, Frenzel C, Koppehele-Gossel J, & Hobson A (2012). Lucid dreaming: an age-dependent brain dissociation. Journal of sleep research, 21 (6), 634-42 PMID: 22639960

poniedziałek, 12 maja 2014

Indukcja metaświadomości we śnie za pomocą stymulacji prądem zmiennym (tACS) o częstotliwości 25 i 40 Hz


Właśnie ukazała się praca pod kierunkiem Ursuli Voss dotycząca elektrycznej stymulacji mózgu prądem zmiennym (tACS) w celu wywołania stanu świadomego snu. W zeszłym roku opisałem wstępne wyniki, jakie autorka zaprezentowała podczas konferencji ESRS 2012, w których wykazano, że stymulacja prądem o częstotliwości 40 Hz wywiera wpływ na aktywność korową podczas snu, co znalazło odzwierciedlenie w zapisie EEG, oraz zaobserwowano korelację pomiędzy stymulacją tAC a podwyższonym stopniem świadomości badanych, mierzonej za pomocą skali LuCiD. W obecnym badaniu, opublikowanym w prestiżowym Nature Neuroscience, możemy zapoznać się z bardziej dopracowaną wersją doświadczenia, przeprowadzonego na 27 uczestnikach, którzy nigdy wcześniej nie doświadczyli stanu świadomego snu.

W badaniu tym uczestnicy spędzili kilka nocy w laboratorium, podczas których byli stale monitorowani za pomocą EEG, EOG i EMG. Stymulacja tACS miała miejsce po 2 minutach od pojawienia się nieprzerwanego snu REM. Stymulacji poddano obszary czołowo-ciemieniowe (F3, F4, TP9 i TP10) stosując różne częstotliwości: 2, 6, 12, 25, 49, 70 i 100 Hz. Po stymulacji uczestników budzono i proszono ich o ocenę swoich snów za pomocą kwestionariusza skali LuCiD. Dla przypomnienia, na kwestionariusz składa się 28 szczegółowych pytań dotyczących różnych “parametrów” snu, czynników na podstawie których można m.in. rozróżnić sen świadomy od zwykłego. Czynniki te podzielono na 8 kategorii: wgląd, kontrola, realizm, dysocjacja, myśl, pamięć, emocje pozytywne oraz emocje negatywne. Zgodnie z subiektywną oceną stanu świadomości we śnie, najbardziej świadome sny zdarzały się podczas stymulacji prądem o częstotliwości 25 Hz i 40 Hz. Specyficzne dla danych częstotliwości efekty były silnie istotne dla czynników z kategorii wgląd, dysocjacja oraz kontrola, a więc dla tych, które już wcześniej zostały zidentyfikowane jako główne składowe świadomych snów. W mniejszym stopniu dotyczyły one dostępu do pamięci oraz poczucia realizmu.

Martin Dresler w wywiadzie dla portalu The Scientist wyraził zdumienie siłą wyników opublikowanych w omawianej pracy i stwierdził, że chociaż jeszcze nie wiadomo jakie mogą być długofalowe skutki nawet tak słabej stymulacji elektrycznej mózgu (a taką jest stosowana tu tACS), to wyniki te wydają się być obiecujące, nie tylko dla samej dziedziny badań nad świadomym snem. Mając bowiem skuteczne narzędzie do wywoływania świadomych snów, można będzie skupić się na ich właściwościach terapeutycznych, np. w kontekście leczenia zespołu stresu pourazowego, PTSD. Sama Ursula Voss twierdzi jednak, że nie ma co liczyć na pojawienie się komercyjnych urządzeń służących do indukcji świadomego śnienia; chociaż obecne na rynku maski itp. nie są zbyt skuteczne w wypełnianiu swojej roli (poza byciem maszynką do robienia pieniędzy), to stosowanie stymulacji elektrycznej powinno się odbywać jedynie pod okiem specjalisty, zatem mała jest szansa, że technika ta, choć wygląda na skuteczną, znajdzie zastosowanie komercyjne. Innego zdania jest Tore Nielsen, który uważa, że niedługo zobaczymy wysyp urządzeń opierających się na tej technologii.

Jeżeli już mowa o urządzeniach komercyjnych to warto wspomnieć o innej pracy, niedawno opublikowanej na łamach International Journal of Dream Research. Daniel Erlacher porównał skuteczność technik indukcji LD wykorzystujących stymulację bodźcami dotykowymi jak i świetlnymi. Te ostatnie wykorzystywane są w komercyjnie dostępnych maskach typu REM-Dreamer, czy Nova-Dreamer. Z badań przeprowadzonych przez Erlachera wynika, że zarówno stymulacja wizualna (migające czerwone światło o częstotliwości 1 Hz przez 5 sekund) oraz dotykowa (2-sek. wibracja w okolicy kostki, nadgarstka lub palca wskazującego) zadana podczas snu REM była mało skuteczna w wywoływaniu świadomego snu. W przypadku bodźca świetlnego u jednego uczestnika wystąpił świadomy sen, przy czym stymulacje przeprowadzono podczas 24 epizodów snu REM u 10 uczestników badania, uzyskując 18 raportów ze snu (skuteczność wyniosła więc 5,6%). Sama inkorporacja bodźca świetlnego do treści snu miała miejsce w przypadku 38,9% (7 snów). Z kolei stymulacja dotykowa nadgarstka (20 epizodów snu REM) i kostki (16 epizodów snu REM) przeprowadzonych w sumie u 14 uczestników doprowadziła do dwóch świadomych snów (z zebranych 27 raportów, tj. 7,4%), przy czym inkorporacja bodźca wyniosła 48,1% (13 snów).

Chociaż w badaniu Voss i wsp. nie jest powiedziane wprost u ilu osób udał się wywołać świadomy sen za pomocą stymulacji tAC (aktualizacja: jest powiedziane w materiałach dodatkowych, p. niżej), gdyż zastosowana do oceny snów skala LuCiD, w bardziej wystandaryzowany sposób ocenia poziom świadomości we śnie w oparciu o konkretne parametry, uzyskane wyniki pokazują naprawdę ciekawe możliwości bezpośredniego wpływania na świadomość poprzez indukowanie w korze mózgowej człowieka oscylacji o specyficznych częstotliwościach. Ciekawe też, jak zareagują majsterkowicze, którzy we własnych domach i warsztatach pracują nad urządzeniami wykorzystującymi zbliżoną do tACS stymulację prądem stałym (tDCS), która jeszcze niedawno wydawała się bardzo obiecująca (np. projekt czeskiego hackerspace brmlab czy GoFlow).

Podsumowując, badanie przeprowadzone przez Voss i wsp. pokazuje, że stymulacja prądem zmiennym o częstotliwości 25 i 40 Hz może prowadzić do pojawienia się drugorzędowej świadomości we śnie (czyli o poziom wyższej od świadomości pierwszorzędowej – primary awareness – charakterystycznej dla zwykłych marzeń sennych). Ponieważ efekty te nie były obserwowane dla niższych ani wyższych częstotliwości, sugeruje to, że aktywność w paśmie niskiego gamma może być kluczowa dla pojawienia się takich aspektów świadomości jak refleksja, myślenie abstrakcyjne, wola działania – czyli ogólnie świadomości metapoznawczej, nie tylko we śnie ale być może i w stanie czuwania.

aktualizacja: W materiałach dodatkowych podano jednak bardziej szczegółowe dane dotyczące liczby wywołanych za pomocą stymulacji tAC świadomych snów. W przypadku stymulacji 25 Hz na 26 snów 15 było świadomych, z kolei przy 40 Hz aż 34 na 44 sny to sny świadome. Czyli odpowiednio 57,6 oraz 77.3 %. Poniżej tabelka z wynikami dla poszczególnych częstotliwości stymulacji:

żródło: Supplementary Text and Figures,
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/extref/nn.3719-S1.pdf




















































     






Voss, U., Holzmann, R., Hobson, A., Paulus, W., Koppehele-Gossel, J., Klimke, A., Nitsche, M. (2014). Induction of self awareness in dreams through frontal low current stimulation of gamma activity Nature Neuroscience DOI: 10.1038/nn.3719 

Paul F, Schädlich M, Erlacher D. (2014). Lucid dream induction by visual and tactile stimulation: An exploratory sleep laboratory study International Journal of Dream Research, 7 (1), 61-66.

Foto: delta_avi_deltaCC BY-SA 2.0

Liczba wyświetleń

Śledź przez Email

Creative Commons License
Treść bloga jest dostępna na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial 2.0 Generic License

Copyright © Lucidologia Published By Gooyaabi Templates | Powered By Blogger

Design by Anders Noren | Blogger Theme by NewBloggerThemes.com