Marko Šarlija: ’Mozak u ne-REM fazi dosta drugačije funkcionira’

U sklopu ciklusa Srijedom u sridu Sveučilište u Zadru predstavilo je dr. sc. Marka Šarliju, mladog zadarskog znanstvenika i docenta s Odjela za informacijske znanosti koji je govorio o analizi ljudskog sna i primjeni umjetne inteligencije u tom području budući da je nedavno u Americi prihvaćen jedan njegov patent na kojem je upravo on prvi izumitelj.

Svoj znanstveno-istraživački put započeo je tijekom doktorskog studija na Fakultetu elektrotehnike i računarstva (FER) u Zagrebu, gdje se prvi put susreo s područjem koje, iako utemeljeno na računalnoj znanosti, ima snažnu primjenu u neuroznanosti.

Paralelno s doktorskim studijem, aktivno se bavio i freelancingom, kroz koji je ostvario suradnje s različitim klijentima iz cijeloga svijeta. Među tim suradnjama posebno se ističe rad s američkim start-upom koji razvija nosivi uređaj za praćenje i poboljšanje kvalitete dubokog sna.

Upravo ga je ta suradnja uvela u područje analize, obrade podataka i razvoja tehnologija usmjerenih na unaprjeđenje kvalitete ljudskog sna.

Na samom početku istaknuo je kako, s obzirom na to da dolazi iz područja obrade, analize i primjene tehnologija, najprije je morao temeljito razumjeti područje na koje se te tehnologije primjenjuju – neuroznanost.

Duboki san

– Kada govorimo o snu, postoje dvije glavne faze – REM i ne-REM. Najviše sam se u svom istraživačkom radu fokusirao upravo na ovu drugu, ne-REM fazu, konkretno na njezinu najdublju razinu – duboki san.

Ta faza je posebno zanimljiva jer mozak tada funkcionira bitno drugačije nego u REM fazi. REM se često naziva i paradoksalnom fazom sna jer mozak na EEG snimci tada izgleda kao da je budan.

S druge strane, u dubokom snu sve je smireno, sinkronizirano i odvijaju se procesi koji su posve različiti od onih u budnom stanju ili u REM fazi, kazao je Šarlija kojem je nedavno u SAD-u prihvaćen patent vezan uz tehnologiju praćenja i poboljšanja kvalitete dubokog sna.

Dodao je kako je tehnologija na kojoj radi već djelomično ispitana u laboratorijskim uvjetima te da ima dvojaku ulogu.

– S jedne strane bavimo se procjenom kvalitete dubokog sna, a s druge strane radimo na njegovom poboljšanju. Važno je naglasiti da su to dvije odvojene stvari.

Ključni izazov je kako sve to postići na neinvazivan i ljudima prihvatljiv način – bez postavljanja elektroda na glavu ili ispuštanja električne struje, istaknuo je ovaj mladi znanstvenik, te objasnio kako funkcionira sam proces.

Odmor tijela

Budući da mozak u dubokom snu funkcionira bitno drugačije nego u budnom stanju, događa se nešto što se naziva spore oscilacije, i kako navodi.

– Za razliku od budnosti ili REM faze, gdje je aktivnost u kori mozga prilično raznolika i lokalizirana, u dubokom snu dolazi do sinkronizirane aktivacije i deaktivacije velikog broja neurona širom moždane kore. Na EEG-u se to očituje u obliku karakterističnih valova – svi neuroni u jednom trenutku se »pale«, pa zatim »gase« i tako u krug.

Riječ je o procesi koji se ne mogu dogoditi dok smo budni te upravo tada dolazi do duboke fiziološke i neurološke regeneracije. To je vrijeme kada se tijelo doista odmara i fiziološki i neurološki.

Jedan od važnih procesa koji se tada odvija je konsolidacija deklarativne memorije – onih stvari koje smo učili napamet primjerice.

I to se događa upravo tijekom tih sporih valova, objašnjava Šarlija, dodajući kako su upravo te spore oscilacije glavni pokazatelji kvalitete dubokog sna.

Zvučni kanal

Kada čovjek spava, dodaje, u toj fazi gotovo je potpuno izoliran od vanjskih podražaja – ne vidi, slabo reagira na dodir, čak i ako ga lagano gurnete, vjerojatno se neće probuditi. Isto vrijedi i za zvuk – tiho govorenje obično ga neće probuditi.

– Ipak, naš mozak i dalje može percipirati važne zvučne signale, primjerice u slučaju opasnosti, što znači da je zvučni kanal prema mozgu i dalje »otvoren«, čak i u dubokom snu. Upravo na taj »put« ciljamo tom tehnologijom.

Ono što smo otkrili – i što u praksi već djeluje – jest da, ako osobi u dubokom snu pustimo dovoljno dubok, tih i nenametljiv zvuk, koji ju neće probuditi, ali točno u pravoj fazi te neuronske aktivacije, možemo poslati dodatni signal dijelu mozga koji orkestrira te oscilacije.

Na neki način, to je kao da dodatno lagano zaljuljamo ljuljačku u trenutku kada je već u pokretu.

Pritom taj zvuk mora biti dovoljno glasan da ga mozak percipira, ali opet dovoljno tih da ne probudi čovjeka, pojasnio je Šarlija, te zaključio kako upravo u tome leži srž njihova pristupa poboljšanju kvalitete dubokog sna, ali na neinvazivan način.

Autor: Đurđa Baljak