當(dāng)我們睡著的時候，大17歲女生腦在忙什么？

譯藤葉語|壹心理翻譯專欄

劍橋，文科碩士—睡眠通常被認(rèn)為是壹種兩極狀態(tài)：大腦要么完全清醒，要么深度睡眠。然而，麻省理工學(xué)院的神經(jīng)學(xué)專家發(fā)現(xiàn)了壹條大腦回路，能引發(fā)其小部分區(qū)域進入睡眠或放松警惕，而其他部分則保持清醒。

這條回路始于丘腦網(wǎng)狀核這壹大腦結(jié)構(gòu)（trn），它先將信號傳遞給丘腦組織，再傳遞給大腦皮層，誘導(dǎo)產(chǎn)生小部分深度睡眠時表現(xiàn)的緩慢、波動的腦波特征。人在昏迷和全身麻醉時，也會產(chǎn)生慢波，這與蘇醒緩慢密切相關(guān)。丘腦網(wǎng)狀核活動頻繁，因而整個大腦就被這些波動完全控制。

研究人員相信，通過協(xié)調(diào)不同腦部結(jié)構(gòu)間的慢波，允許各個腦部結(jié)構(gòu)更容易共享信息，或許丘腦網(wǎng)狀核就能幫助大腦加強記憶。

“在睡眠中，或許大腦特定的區(qū)域也會同時產(chǎn)生慢波，因為他們需要彼此交換信息，而其他區(qū)域則不會如此，”lauralewis這樣說到。lauralewis是麻省理工學(xué)院大腦及認(rèn)知科學(xué)部門的壹員，同時也是這項新研究的主要作者之壹。而該研究被刊登在今日的elife雜志上。

研究人員表明，當(dāng)睡眠不足者的知覺陷入短暫昏沉，卻又掙扎著保持清醒時，丘腦網(wǎng)狀核也要對大腦活動負(fù)責(zé)。

jakobvoigts是本篇研究的另壹位主要作者，畢業(yè)于麻省理工學(xué)院大腦及認(rèn)知科學(xué)專業(yè)。該研究的主要作者有emerybrown和michaelhalassa。emery是麻省醫(yī)學(xué)工程學(xué)和計算神經(jīng)學(xué)專業(yè)的edwardhoodtaplin教授，同時還是麻省總醫(yī)院的麻醉學(xué)家。而michael則是紐約大學(xué)的助理教授。其他作者分別是麻省理工學(xué)院的成員franciscoflores和matthewwilson，matthew是神經(jīng)生物學(xué)的shermanfairchild教授，以及麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)和記憶picower學(xué)院的成員。

局部控制

至今為止，大多數(shù)睡眠研究的焦點在于全局控制，這種情況多見于整個大腦的慢波水平壹致—多組神經(jīng)元短暫靜止時腦波活動就會產(chǎn)生慢波。

然而，近期研究表明睡眠不足的動物在它們清醒時，其部分腦域能夠顯示慢波，這意味著大腦仍然能夠控制局部區(qū)域的警惕性。

麻省理工學(xué)院小組開始利用丘腦網(wǎng)狀核對警惕性和睡意的局部控制進行調(diào)查，這是因為丘腦網(wǎng)狀核所處實際位置非常完美，使其有助于睡眠，lewis這樣解釋到。圍繞在丘腦附近的丘腦網(wǎng)狀核像壹只貝殼，如看門人般歡迎感知信息進入丘腦，之后它再將這些信息傳遞給大腦皮層作進壹步處理。

光遺傳學(xué)是科學(xué)家利用光線刺激或抑制神經(jīng)細(xì)胞的壹種技術(shù)，在其幫助下研究員發(fā)現(xiàn)如果他們輕微刺激清醒狀態(tài)下的丘腦網(wǎng)狀核，小部分大腦皮層就會出現(xiàn)慢波。若受到更強的刺激，整個大腦皮層就會出現(xiàn)慢波。

lewis說：“我們還發(fā)現(xiàn)當(dāng)人們引導(dǎo)這些慢波穿過大腦皮層時，動物們就開始表現(xiàn)出睡意，不再肆處走動，肌肉也變得放松?！?/p>

研究人員相信丘腦網(wǎng)狀核微微調(diào)整著大腦對局部大腦區(qū)域的控制，增加或減少這些區(qū)域的慢波，使得這些區(qū)域能夠互相交流，或者在大腦非常疲倦時引誘某些區(qū)域放松警惕。這或許就能解釋人們在睡眠不足和短暫昏沉（并非真正入睡）時所發(fā)生的壹切。

“我更愿意相信這壹切的發(fā)生在于大腦開始向睡眠過渡，即使你強迫自己保持清醒，大腦的某些局部區(qū)域仍會變得困倦，”lewis說。

自然睡眠和全身麻醉

了解大腦如何控制覺醒有助于研究人員設(shè)計新的安眠藥和麻醉藥，創(chuàng)造出更接近自然睡眠的狀態(tài)。刺激丘腦網(wǎng)狀核能引發(fā)深度的非快速眼動睡眠狀態(tài)。而brown與其同事的先前研究發(fā)現(xiàn)了壹條通向快速眼動睡眠的回路。

brown補充到，“大腦內(nèi)部的連接點--突觸部位有大量的丘腦網(wǎng)狀核，能釋放抑制性神經(jīng)遞質(zhì)gaba。因此，丘腦網(wǎng)狀核幾乎全部是麻醉藥作用之地，前提是很多種類的麻醉藥都作用于這些突觸，其典型特征之壹便是產(chǎn)生慢波。”

lewis與其同事的先前作品表明，與睡眠狀態(tài)下的慢波不同的是，全身麻醉下的慢波并不協(xié)調(diào)，這解釋了壹原理，即為什么那些藥物能破壞大腦內(nèi)部的信息交換、導(dǎo)致意識不清。

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