Wpływ tACS na świadomość we śnie (skala LuCiD)

Wnikając głębiej w tematykę przezczaszkowej stymulacji elektrycznej prądem stałym (tDCS) i jej zastosowania w celu wywołania wpływu na marzenia senne oraz potencjalnego wykorzystania tej technologii - a także jej siostrzanej tACS, w celu indukcji świadomego śnienia, dokonałem pewnego bardzo ważnego znaleziska. Najpierw jednak wyjaśnię o co chodzi z tACS – transcranial alternate current stimulation – a więc przezczaszkowa stymulacja prądem zmiennym, umożliwiająca regulację częstotliwości (Hz) stymulacji, jest alternatywną metodą stymulacji przezczaszkowej mózgu, której w ostatnim czasie poświęca się coraz więcej uwagi. Jej działanie na mózg zostało potwierdzone dotychczas w kilku pracach w sposób pośredni, to znaczy w oparciu o wywołane efekty behawioralne i percepcyjne. Moje zainteresowanie tą metodą wzbudziła pierwsza praca z przed nieco ponad dwóch lat, w której udowodniono elektrofizjologicznie skuteczność tACS. W tym konkretnym doświadczeniu tACS wywierała modulujący wpływ na pracę mózgu, poprzez zwiększenie mocy endogennych fal alfa w miejscu położenia elektrod w okolicach centralnych i ciemieniowych. Autorzy w dyskusji, w której omawiają mechanizmy działania tej stymulacji i porównują ją z tDCS, wysuwają przypuszczenie, że podczas gdy tDCS pobudza lub hamuje docelowy obszar mózgu, niezależnie od częstotliwości oscylacji neuronów stymulowanej okolicy, o tyle tACS moduluje te funkcje poznawcze, które związane są z konkretnymi częstotliwościami wyładowań grup neuronów.

Zatem o ile tDCS ma działanie bardziej związane z tymi funkcjami mózgu, które wiążą się z konkretną lokalizacją w korze, o tyle tACS – z konkretnymi częstotliwościami EEG. Pierwsza myśl jaka przychodzi to głowy – 40Hz! “Świadome śnienie wiąże się ze wzrostem aktywności w paśmie 40 Hz w korze przedczołowej” - tak w jednym zdaniu Ursula Voss mogłaby podsumować swoją sławną pracę z 2009 roku. Od tego czasu wielu badaczy świadomego śnienia skierowało uwagę właśnie w tym kierunku, i kombinowało jakby tu zwiększyć aktywność tego obszaru mózgu. A tu proszę -dostajemy narzędzie, którym możemy stymulować dany obszar i to w dodatku w zakresie pożądanej częstotliwości. I chociaż to na temat tDCS wypowiadano się jako o technologii, która najprawdopodobniej w najbliższym czasie popchnie badania nad świadomym śnieniem, może to właśnie tACS jest tym, na co powinno się zwrócić uwagę. Wracając do znaleziska...

We wrześniu zeszłego roku odbył się w Paryżu Kongres Europejskiego Towarzystwa Badań nad Snem, na którym nie byłem ale przeglądałem program i przeszukiwałem streszczenia doniesień w celu znalezienia interesujących mnie informacji. Jak widać, robiłem to niedokładnie, bo wczoraj, w materiałach konferencyjnych, znalazłem informacje na temat badania wpływu przezczaszkowej stymulacji prądem zmiennym na świadome śnienie! Pierwszym autorem doniesienia jest nie kto inny jak U. Voss. Poniższy opis stanowi z grubsza tłumaczenie streszczenia dostępnego tu [LINK]:

Badanie to przeprowadzono w celu sprawdzenia możliwego związku przyczynowego pomiędzy aktywnością w paśmie 40 Hz oraz drugorzędową (metazpoznawczą, introspekcyjną) świadomością we śnie. W szczególności próbowano sprawdzić czy możliwa jest zmiana stanu świadomości ze zwykłego snu REM na sen świadomy poprzez niskonapięciową, 40-hercową stymulację czołowo-skroniowych obszarów czaszki. W pierwszej kolejności należało wykazać, że zewnętrznie zaaplikowany niskonapięciowy prąd elektryczny wywiera efekt na zmianę bieżącego sygnału EEG, a następnie należało udowodnić, że treść marzeń sennych jest wynikiem zadanej stymulacji. Przebadano 13 osób, którym aplikowano tACS w trakcie fazy REM występującej po 3 nad ranem. W nocy pierwszej i trzeciej badani byli stymulowani prądem o częstotliwości 40 Hz lub 2 Hz, a podczas nocy drugiej nie stymulowano badanych (wszystkie próby były podwójnie ślepe). W efekcie tych badań potwierdzono wywieranie efektu stymulacji na zmianę aktywności korowej w oparciu o rejestrację EEG, jedynie dla 40 Hz, ale nie dla 2 Hz, prawdopodobnie dlatego, że częstotliwości z tego zakresu (delta) o wysokiej mocy naturalnie występują podczas snu REM. Ponadto obserwowano subiektywne korelaty stymulacji 40Hz w postaci “dissociative thought”, które są typowe dla świadomego snu, w szczególności u małych dzieci. Autorzy interpretują te dane jako silną przesłankę sugerującą, że częstotliwość 40 Hz ma jakiś związek z wyższą świadomością, poza tym wydają się potwierdzać związek przyczynowy pomiędzy świadomym śnieniem a aktywnością 40 Hz w rejonach czołowo-skroniowych.

Tyle wiadomo ze streszczenia. Pojawia się zatem pytanie jak rozumieć te subiektywne korelaty stymulacji 40 Hz i jak to się ma do świadomego snu. Dowiedziałem się od autorki badania, że nie potwierdzano w nim wystąpienia świadomego snu za pomocą ruchów oczu (jak to ma miejsce w standardowych badaniach laboratoryjnych) lecz po przebudzeniu dawano badanym do wypełnienia kwestionariusz sprawdzający tzw. skalę LuCiD (Lucidity and Consciousness in Dreams scale), która jest nowo opracowaną skalą stopnia świadomości podczas marzeń sennych, opublikowaną przez Ursulę Voss razem między innymi z Allanem Hobsonem w ostatnim numerze Consciousness and Cognition. Sama skala LuCiD wydaje się być całkiem interesującym i dobrze przygotowanym narzędziem do oceny świadomości marzenia sennego. 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. Na podstawie badań ankietowych oraz laboratoryjnych (wybudzeń ze snu REM i zadawania pytań na temat ostatniego doświadczenia mentalnego) oraz wykorzystania zaawansowanych narzędzi statystycznych ustalono między innymi, że świadomy sen (a wiadomo było, że był świadomy w oparciu o oświadczenie badanego) różni się od snu zwykłego we wszystkich kategoriach, oprócz realizmu i emocji negatywnych. Czynniki z pozostałych kategorii charakteryzowały się wyższym współczynnikiem na skali dla świadomego snu w porównaniu ze snem zwykłym.

Wiodącą kategorią charakteryzującą świadome śnienie był oczywiście wyższy poziom wglądu (“czy podczas snu byłeś świadomy tego, że doświadczane rzeczy i postacie nie są prawdziwe, czy zdawałeś sobie sprawę, że twoje ciało nie jest tym samym, które aktualnie śpi, wszystko co zrobisz nie niesie ze sobą żadnych konsekwencji w świecie rzeczywistym i czy często pytałeś siebie czy śnisz?”), a tuż zanim, myśli (“czy w trakcie snu pojawiały się myśli o innych postaciach, własnych działaniach i rzeczach, których aktualnie doświadczałeś?”), kontrola (“czy byłeś w stanie manipulować przebiegiem snu i wykonywać czynności, których nie byłbyś w stanie wykonać w świecie rzeczywistym?”), pozytywne emocje (“czy czułeś euforię?”) oraz dysocjacja (“czy widziałeś siebie z zewnątrz, lub tak jakbyś oglądał siebie na filmie, czy byłeś nie sobą lecz kompletnie inną osobą?”). Na postawie tej skali można więc przypuszczać o które subiektywne korelaty chodzi, jednak więcej informacji ze streszczenia konferencyjnego niestety nie da się wyciągnąć.

Z jednej strony przydałyby się badania łączące techniki przezczaszkowej stymulacji elektrycznej oraz sygnalizacji ocznej wystąpienia świadomego snu – takie podejście dałoby nam zero-jedynkowy wynik, mówiący czy taka stymulacja może wywołać świadomy sen czy nie, co nie pozostawałoby bez znaczenia dla dalszego rozwoju badań nad tym zjawiskiem. Z drugiej strony, zastosowanie skali LuCiD pozwala na obserwację jakiegokolwiek wpływu stymulacji na świadomość marzeń sennych, nie wymagającego od razu wskoku na najwyższy poziom, jakim jest świadomy sen.

Dobrą wiadomością natomiast jest to, że o wynikach tych badań być może niedługo dowiemy się w większych szczegółach, gdyż publikacja je obejmująca jest obecnie w fazie recenzji i za jakiś czas powinna się ukazać drukiem. Czekamy.

BONUS: na tej samej konferencji badacze z Finlandii także zaprezentowali swoje wyniki dotyczące stymulacji tDCS na treść marzeń sennych. Stymulowano korę czuciowo-ruchową (reprezentacja ręki): po prawej stronie umieszczono anodę (elektrodę pobudzającą) a po lewej - katodę (el. hamującą). Wszystko odbywało się pod kontrolą MRI. Okazało się, że 10-minutowa stymulacja prowadziła do mniejszej ilości snów, w których występował ruch, co autorzy wiążą z lateralizacją funkcji motorycznych praworęcznych uczestników badania, u których to ręką prawą steruje lewa półkula, nad którą znajdowała się katoda - elektroda hamująca. [LINK]


Voss U, Schermelleh-Engel K, Windt J, Frenzel C, & Hobson A (2013). Measuring consciousness in dreams: The lucidity and consciousness in dreams scale. Consciousness and cognition, 22 (1), 8-21 PMID: 23220345

Zaehle T, Rach S, & Herrmann CS (2010). Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. PloS one, 5 (11) PMID: 21072168

Voss U, Holzmann R, Nitsche M, Paulus W. (2012). Effects of Transcranial alternating current stimulation (tACS) on sleep and dreaming. 21st Congress of the European Sleep Research Society Paris, France

Valli KJ, Noreika N, Kontto T. (2012). Can transcranial direct current stimulation over sensorimotor cortex alter dream content? 21st Congress of the European Sleep Research Society Paris, France

Foto: Amy Leonard, CC BY-ND 2.0