Somnul nu blochează răspunsul creierului la țipete și alarme

Un studiu publicat în Scientific Reports de cercetători de la Universitatea din Geneva evidențiază modul în care o caracteristică acustică specifică a țipetelor umane – asprimea – influențează răspunsul creierului în timpul somnului. Aceste rezultate oferă o înțelegere detaliată asupra modului în care semnalele de alarmă sunt procesate chiar și în stări de vigilență redusă, cum ar fi somnul NREM.
Creierul uman rămâne reactiv în fața stimulilor auditivi relevanți chiar și în timpul somnului. Studii anterioare au arătat că sunetele familiare sau semnificative – cum ar fi vocea unui bebeluș propriu sau propriul nume – pot provoca răspunsuri electroencefalografice distincte în timpul somnului. Procesarea proeminenței auditive a fost asociată cu modificări ale potențialelor evocate, ale puterii undelor cerebrale și cu apariția undelor lente și a fusurilor de somn.

Despre studiu

Autorii au emis ipoteza că asprimea acustică – o componentă specifică a țipetelor, caracterizată prin variații rapide de amplitudine în gama 30–150 Hz – declanșează un răspuns neuronal privilegiat în timpul somnului. Pentru a testa această ipoteză, 15 participanți sănătoși (dintr-un total inițial de 23) au fost expuși la stimuli sonori de tip țipete și vocalizări neutre, potriviți după tonalitate, dar diferiți în ceea ce privește nivelul de asprime.

Stimulii au fost redați la o intensitate foarte scăzută (130% din pragul auditiv individual) în timpul a patru condiții: starea de veghe înainte și după somn și două perioade distincte de somn (prima parte bogată în somn NREM și ultima parte dominată de REM). Electroencefalograma (EEG) a fost înregistrată continuu, folosindu-se 16 electrozi conform sistemului internațional 10–20.

Analizele efectuate

• ERP – potențiale evocate auditive (N1, P2, N2)
• Puterea EEG – analizată în benzi de frecvență delta (1–4 Hz), teta (4–8 Hz) și sigma (12–15 Hz)
• ITPC – coerența interproces a fazei, indicând consistența răspunsului în timp
• Regresii liniare – între caracteristicile acustice (asprime și tonalitate) și modificările EEG

Rezultate

În stare de veghe

• Ambele tipuri de stimuli au generat răspunsuri ERP tipice (N1-P2-N2), dar P2 a fost ușor mai mare pentru țipete.
• Puterea în banda teta a fost crescută pentru ambele condiții, fără diferențe semnificative.
• Răspunsurile ITPC au fost semnificativ mai consistente pentru țipete decât pentru vocalizările neutre (d = 0,77), sugerând o procesare mai sincronizată.

În somn NREM

• Ambele tipuri de stimuli au provocat unde lente evocate (P200, N550, P900) cu amplitudini maxime frontale.
• Puterea în banda delta a fost crescută în ambele condiții, iar în banda sigma doar pentru țipete (d = 0,76).
• Coerența fazei (ITPC) în teta a fost semnificativ crescută doar pentru țipete (d = 0,64), ceea ce indică o detecție mai rapidă și mai fiabilă a acestora.

Relația între asprime și activitatea EEG

• Asprimea a fost asociată cu o creștere semnificativă a puterii în banda sigma între 0,86 și 1,3 s după stimul (d = 0,72).
• Înălțimea vocalizațiilor nu a influențat semnificativ activitatea EEG.
• Puterea delta a fost marginal asociată cu asprimea (p = 0,066), dar nu și cu înălțimea.

Concluzii

Studiul oferă dovezi convingătoare că asprimea sunetelor, specifică țipetelor umane, este procesată în mod privilegiat în timpul somnului NREM. Această caracteristică acustică, independentă de intensitate, pare să acționeze ca un semnal de alarmă biologic, stimulând rețele neuronale implicate în proeminență, atenție și răspuns emoțional. Răspunsurile EEG la stimuli cu asprime ridicată – inclusiv creșteri în ITPC, delta și sigma power – susțin ideea că asprimea funcționează ca un potențiator natural al procesării auditive în condiții de vigilență redusă.

Aceste rezultate pot avea aplicații clinice și ambientale importante, de exemplu în proiectarea alarmelor sonore eficiente sau în înțelegerea modului în care zgomotele nocturne (cum ar fi sforăitul) pot perturba somnul prin activarea neintenționată a sistemelor cerebrale de proeminență.