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永不消失的腦電波

時間:2024-10-25 08:25:19

人在睡覺的時候是沒有主觀意識的,但大家千萬别以為這時候腦細胞也都休息了,它們忙着呢!尤其是在“快速眼動”(REM)階段,腦細胞更是異常活躍。如果處在這一階段的人突然被叫醒,一定會報告說自己正在做夢,所有情節都記憶猶新。

有意思的是,處在REM階段的人雖然眼球會亂動,但全身大部分骨骼肌卻都處于癱瘓狀态,完全不聽大腦的指揮。人類之所以進化出這種機制,主要目的是為了保護自己。想想看,如果此時骨骼肌仍然可以動,萬一哪根神經搭錯了,命令雙腿胡踢亂蹬,很容易傷到自己。

通常情況下,當一個人從REM階段蘇醒過來時,骨骼肌的癱瘓狀态就會立即被解除。但是,如果兩者沒有配合好,比如突然被某個特别可怕的噩夢驚醒,骨骼肌還來不及恢複,這個人就會進入“睡眠癱瘓”(SleepParalysis)狀态。此時他的意識是清醒的,但全身肌肉卻不聽使喚,仿佛身體被某個巨大的妖怪壓住了,動彈不得,這就是傳說中的“鬼壓床”。

研究顯示,大約有40%的人一生中至少會經曆一次“鬼壓床”,說明這是個相當普遍的現象。超過一半的“鬼壓床”是被噩夢驚醒的,好在這種感覺非常短暫,肌肉的癱瘓狀态往往隻維持幾秒鐘就會被解除,問題不大。但是,如果我們的祖先在野外睡覺時遇到危險,肌肉卻不聽使喚,那可就麻煩了。所以人類進化出了一種特殊的睡眠機制,每隔大約5分鐘就會醒一次,每次最多幾秒鐘就會再次入睡。這樣算下來,我們每天晚上都會醒100多次,不過這不是真的醒來,隻能算是“微覺醒”(Arousals),第二天早上肯定都忘了,也不會對睡眠質量造成任何負面影響。

問題在于,到底是什麼機制導緻了“微覺醒”呢?以色列巴爾-伊蘭大學(Bar-IlanUniversity)的物理學家羅尼·巴徹(RonnyBartsch)博士提出了一個假說,認為這是由神經元放電的同步性所導緻的。

原來,大腦中有一組神經元專門負責維持睡眠狀态,科學家們稱之為“促眠神經元”(Sleep-promotingNeurons)。與之對應的是另一組“促醒神經元”(Wake-promotingNeurons),負責将大腦從睡眠中喚醒。人在睡眠過程中肯定是前者占上風,但後者也沒有徹底休息,而是仍然在緩慢地無規則放電,這就是腦電波圖上顯示的“白噪聲”,類似于收音機沒調準台時的狀态。但是,這些神經元的放電頻率偶爾也會同步一次,這就是腦電波圖上有規律地出現的波峰。此時“促醒神經元”的強度暫時超越了“促眠神經元”,大腦就醒來了,但因為“促眠神經元”的整體力量要強大得多,所以很快就又入睡了。

已知“白噪聲”的強度和神經元的溫度有關,溫度越高強度越低,神經元同步放電的出現頻率也就越低。巴徹博士設計了一個巧妙的實驗,證明随着溫度的升高,“微覺醒”的頻率會相應地下降,這就間接證實了他提出的上述假說。

巴徹博士将研究結果寫成論文,發表在2018年4月25日出版的《科學進展》(ScienceAdvances)雜志上。巴徹認為這個結果有助于減少“嬰兒猝死綜合征”(SuddenInfantDeathSyndrome)的發病率,這種病在不滿一歲的嬰兒當中相當常見,巴徹認為原因就是此時的嬰兒尚不具備調節體溫的能力,如果環境溫度太高,或者因為某種原因導緻散熱效率太低(比如包裹得太嚴實或者卧睡),就有可能導緻嬰兒腦部溫度上升,從而降低“微覺醒”的頻率。

對于嬰兒來說,“微覺醒”是非常重要的自我保護機制,可以讓嬰兒經常性地主動調整睡姿,減少窒息的可能性。當然了,導緻嬰兒猝死的原因很複雜,上述理論很可能隻是其中之一。


   

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