Za czym podążają oczy podczas snu REM?

Odkąd odkryto sen REM i towarzyszące mu szybkie ruchy gałek ocznych, zaczęto zastanawiać się nad tym, czy ruchy te są związane z podążaniem wzrokiem za śnionymi obrazami (tzw. scanning hypothesis), czy też są przypadkowymi ruchami wynikającymi z aktywacji neuronów części pnia mózgu – mostu. Przeciwko scanning hypothesis przemawia jednak wiele dowodów, jak chociażby ten, że u osób niewidomych od urodzenia obserwuje się szybkie ruchy gałek ocznych podczas snu REM pomimo, że osoby te nie mają żadnych doświadczeń wizualnych. Niektórzy odrzucają tę hipotezę, sugerując, że ruchy oczu charakterystyczne dla fazy REM służą jedynie nawilżaniu powierzchni gałki ocznej lub uczestniczą w regulacji temperatury mózgu.

Jednak nie wyklucza się, że ruchy te mogą być powiązane z kierunkiem wzroku śledzącego obrazy pojawiające się we śnie. Aby się temu lepiej przyjrzeć naukowcy porównują zapis monitoringu ruchów oczu (EOG) z relacją osoby obudzonej w fazie REM i szukają zbieżności pomiędzy konkretnymi scenami ze snu, wymagającymi skierowania wzroku na określony cel (np. obserwowanie innej osoby wchodzącej po drabinie), z faktycznym kierunkiem ruchu gałek ocznych osoby śniącej. Niestety, takie metody badań mają wiele ograniczeń. Przede wszystkim ogromne trudności sprawia dokładne przypisanie określonych sytuacji ze snu do zapisu EOG w czasie. Poza tym, gdy jesteśmy obudzeni i podążamy za czymś wzrokiem, poruszamy także głową, czego nie możemy robić śniąc, ze względu na atonię mięśni szkieletowych. Do tego dochodzi jeszcze problem z przypominaniem sobie snów (niepamięć snów). O słabości tych metod świadczy różnorodność otrzymywanych wyników, wśród których korelacje pomiędzy faktycznym kierunkiem ruchów oczu a kierunkiem wynikającym z opisu snu znajdowano w od 9-32% do 70-80% badanych przypadków.

Zupełnie inne,  nowatorskie podejście do tego zagadnienia zastosowali badacze snu z Pierre And Marie Curie University w Paryżu, wykorzystując do potwierdzenia scanning hypothesis osoby cierpiące na tzw. RBD (REM sleep behaviour disorder). RBD jest poważnym zaburzeniem charakteryzującym się brakiem atonii mięśni podczas snu REM, w związku z czym osoby dotknięte tą parasomnią (czyli zaburzeniem snu) odgrywają śnione ruchy ciała – krzyczą, biją się z nieistniejącym przeciwnikiem czy chwytają niewidoczne przedmioty.

Wykorzystując video-monitoring śpiących pacjentów z RBD, zespół dr Isabelle Arnulf przeprowadził szczegółowe obserwacje kilkunastu odgrywanych przez nich snów, oczekując, że gdy pacjent będzie – na przykład – sięgał nieistniejącym papierosem do nieistniejącej popielniczki, ruchy jego oczu i głowy będą skoordynowane i ukierunkowane w stronę celu, czyli fikcyjnego papierosa trzymanego w ręku.

Wśród wszystkich zaobserwowanych ruchów oczu, które towarzyszyły nastawionym na dany cel zachowaniom, 82% z nich było skoordynowane i skierowane na ten cel, co silnie wskazuje na to, że ruchy kończyn, a przede wszystkim rąk oraz ruchy głowy i oczu poruszały się w sposób koherentny, we wspólnym kierunku i płaszczyźnie. Ostateczne położenie oczu wskazywało na fikcyjny przedmiot będący celem ukierunkowanego zachowania. Ponadto zaobserwowano także, iż czym bardziej złożone było obserwowane zachowanie, tym częściej towarzyszyły mu  ruchy oczu.

Wszystkie te spostrzeżenie zdają się potwierdzać scanning hypothesis. Z drugiej jednak strony, aż 78.3% spośród wszystkich szybkich ruchów gałek ocznych zaobserwowanych podczas snu REM u pacjentów z RBD nie wiązało się z jakimikolwiek ruchami ciała pacjenta. Mogło to być co prawda związane z tym, że pacjent we śnie pasywnie obserwował pojawiające się obrazy, nie biorąc bezpośredniego udziału w toczącej się akcji. Jednak aby móc poprzeć tę hipotezę, należałoby zebrać więcej informacji co do treści snów przeżywanych w tych momentach. Z drugiej strony autorzy sugerują, że mechanizm odpowiedzialny za atonię mięśni podczas snu REM, który u pacjentów z RBD nie działa prawidłowo, mógłby właśnie w tych momentach odzyskać częściowo sprawność. Za tym, że niektóre aktywne sny mogą być przejściowo blokowane przez pojawiającą się atonię mięśni, przemawia fakt, że tylko 9-ciu procentom całkowitego czasu trwania snu REM towarzyszyły widoczne zachowania odgrywane przez pacjentów RBD, co sugeruje, że obserwacje poczynione w tym badaniu mogą dotyczyć tylko „wierzchołka góry lodowej” marzeń sennych tych pacjentów. Poza tym, obserwowano również ruchy ciała, podczas gdy nie pojawiały się ruchy oczu. Tutaj też przychodzi pewne wytłumaczenie: nie wszystkie przecież zachowania muszą odbywać się pod bezpośrednią kontrolą wzroku.

Autorzy podsumowują zatem, że otrzymane wyniki nie potwierdzają na pewno, że osoba śniąca rzeczywiście podąża wzrokiem za obserwowanymi obiektami. Można  by przypuszczać także, iż istnieje jeden wspólny mechanizm, który jednocześnie aktywuje obrazy senne oraz steruje ruchami oczu (i – w tym przypadku – ciała) w sposób skoordynowany, co tłumaczyłoby wspomniane wcześniej przypadki ruchu gałek ocznych w sytuacji jakiegokolwiek braku wzroku (na przykład osoby niewidome od urodzenia).

Pozostaje także pytanie, czy wyniki dotyczące szybkich ruchów gałek ocznych uzyskane od pacjentów cierpiących na RBD można ekstrapolować na zdrowe osoby? Wyniki tych badań pokazały także, iż wzorzec ruchów gałek ocznych w fazie REM snu był podobny u pacjentów z RBD jak i zdrowych osób (kontrola), co potwierdziło poprzednie badania na ten temat. Można zatem powiedzieć, że wyniki uzyskane od pacjentów RBD podtrzymują pogląd na temat słuszności scanning hypothesis, także i u zdrowych osób.

Artykuł dostępny jest tu (niestety po wykupieniu, za darmo sam abstrakt).

Czy ma to jakieś znaczenie dla świadomego śnienia?
Wiadomo, że podstawowym narzędziem do weryfikowania świadomości podczas snu, jak i do sygnalizowania początku i końca różnych czynności podczas przeprowadzania doświadczeń w świadomym śnie stosuje się sygnalizację ruchami gałek ocznych. Metoda ta została opracowana w oparciu o badania korelacyjne pomiędzy zarejestrowanymi przez EOG ruchami gałek ocznych a relacjami osób wykonujących te ruchy, tuż po obudzeniu. Metoda ta, choć kluczowa w badaniach nad świadomym śnieniem, spotyka się niekiedy z krytyką; głównie dotyczy ona faktu, że korelacje w rzeczywistości nie udowadniają związku przyczynowo-skutkowego, oraz tego, że ruchy gałek oczu są, o tyle może nie przypadkowe, co wynikają z mechanizmów warunkowania (Conduit et al. 2004).
W świetle wyników badań przeprowadzonych przez francuskich badaczy, metoda sygnalizacji ruchami gałek ocznych zyskuje dodatkowy punkt na jej korzyść. Jeżeli wnioski autorów są właściwe, zwiększa to znacznie jej wiarygodność – oznaczałoby to bowiem, że sygnał w postaci określonej sekwencja ruchów wykonanych podczas wiadomego snu, ma swoje odbicie w postaci takich samych ruchów odebranych i zarejestrowanych na EOG w laboratorium.

Swoją droga ciekawe jest, czy osoby cierpiące na RBD miewają świadome sny?


Leclair-Visonneau, L., Oudiette, D., Gaymard, B., Leu-Semenescu, S., & Arnulf, I. (2010). Do the eyes scan dream images during rapid eye movement sleep? Evidence from the rapid eye movement sleep behaviour disorder model Brain, 133 (6), 1737-1746 DOI: 10.1093/brain/awq110

CONDUIT, R., CREWTHER, S., & COLEMAN, G. (2004). Poor recall of eye-movement signals from Stage 2 compared to REM sleep: Implications for models of dreaming Consciousness and Cognition, 13 (3), 484-500 DOI: 10.1016/j.concog.2004.06.008