睡眠不一定是整個大腦行為
若水221147由 分享
時間：
閉著眼睛、無任何反應(yīng)、流著口水，這是公認(rèn)的最易辨別的睡眠狀態(tài)。但是，睡眠與覺醒之間的區(qū)別并非我們所想像那么清晰。
自然雜志發(fā)表的研究文章指出，看上去呈清醒狀態(tài)的老鼠，大腦皮層某些神經(jīng)元有時出現(xiàn)短暫“斷開”。這些區(qū)域的神經(jīng)活動模式與非快速眼球運動(non-rapid eye movement (NREM) )睡眠時的神經(jīng)活動模式相似。
“老鼠盡管處在清醒狀態(tài)，但大腦皮層卻有少量局部睡眠?！必?fù)責(zé)該項研究的美國威斯康星——麥迪遜大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家朱利奧•托諾尼（Guilio Tononi）如此說。
研究團(tuán)隊采用多種技術(shù)測量了大鼠腦中局部和整體的場電位。他們通過把微電極陣列插入大腦額葉皮層、頂葉皮層深層的方法，測量了大鼠的局部神經(jīng)電活動。還用腦電圖(EEG)顯示了大腦的整體神經(jīng)活動，例如非快速眼球運動(NREM)睡眠中可見的慢波。在慢波活動期間，神經(jīng)元在“開”“關(guān)”狀態(tài)間振蕩，但通常處于“關(guān)”狀態(tài)。
托諾尼和他的同事記錄了許多組神經(jīng)元的電活動，結(jié)果顯示，老鼠在長時間保持覺醒狀態(tài)后，整個大腦皮層的神經(jīng)元會隨機(jī)地處于“關(guān)”狀態(tài)。他說：“如果我們觀察整個大腦，就如觀看水沸騰狀態(tài)一樣。清醒時候，就像水還沒沸騰，所有神經(jīng)元處在‘開’的狀態(tài)，而疲倦后神經(jīng)元的‘關(guān)、狀態(tài)就如沸騰的水泡；至于水泡出現(xiàn)在何處就無法預(yù)測了?！?過去認(rèn)為，完全清醒狀態(tài)下是不會出現(xiàn)睡眠狀態(tài)下的慢波，但這項新研究發(fā)現(xiàn)，清醒狀態(tài)也有非常局部的慢波發(fā)生。
美國康涅狄格州耶魯大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家大為•麥考密克（David McCormick）說：“這種現(xiàn)象可叫做皮層閃爍現(xiàn)象，大腦皮層某一部位短暫關(guān)閉而中斷神經(jīng)信號處理?！?br /> 打盹的神經(jīng)元
打盹的神經(jīng)元會影響動物的行為動作。
若長時間不給老鼠睡覺，讓它一直保持清醒狀態(tài)，則處于“關(guān)”狀態(tài)的神經(jīng)元數(shù)目增多，此時老鼠面對復(fù)雜困難任務(wù)，如通過樹脂籠子里一條溝槽捕捉糖果時，它的認(rèn)知能力下降。 托諾尼認(rèn)為，我們通常把睡眠當(dāng)成全腦現(xiàn)象，相對而言，局部神經(jīng)元斷開的存在更為隱蔽，因為我們不知道有這種情況發(fā)生。對人來說，這可用來解釋為什么睡眠剝奪會降低判斷力。
有趣的是，托諾尼與他的同事本月上旬提出報告說，即使在“全腦”睡眠時慢波也是發(fā)生在局部、特定區(qū)域的。他們用深電極在人們經(jīng)受外科手術(shù)的一些腦區(qū)記錄腦電圖和局部神經(jīng)元活動情形，發(fā)現(xiàn)慢波會從前額葉皮層經(jīng)由顳葉傳到海馬。托諾尼說：“即便是在睡眠時，慢波的范圍也比預(yù)想的更局部?！?br /> 綜上，這些發(fā)現(xiàn)告訴我們，科學(xué)家以前對清醒和睡眠狀態(tài)的認(rèn)識可能過于簡單。瑞士蘇黎世大學(xué)睡眠研究員皮特•阿克曼（Peter Achermann）說：“如果這兩種現(xiàn)象都存在，即清醒時局部睡眠和睡眠時局部清醒，那么就得重新思考我們對睡眠的定義?！?br /> 重新定義
美國明尼蘇達(dá)州地區(qū)睡眠失調(diào)醫(yī)療中心主任馬克•馬霍瓦爾德（Mark Mahowald）說：“這篇論文清楚地證實了過去的一個猜測，即睡眠可以發(fā)生在大腦的一部份，而同時大腦的其他部分處在清醒狀態(tài)。正如我們臨床所見到的?！彼a(bǔ)充說，夢游病就是最好的例子，我們可以在夢游上看到同時具有清醒與睡眠兩種狀態(tài)時會導(dǎo)致復(fù)雜的行為。
托諾尼承認(rèn)說：“我們的研究不是給睡眠重新定義，我們根據(jù)行為特征已經(jīng)對睡眠有很好定義。但是我們的工作確實說明現(xiàn)在的定義對描述分離狀態(tài)也許并不完整。”
這一工作有助于我們更好地理解睡眠的功能，而這也是托諾尼研究團(tuán)隊的長期目標(biāo)。他說：“我們猜測睡眠與神經(jīng)元連接有關(guān)，因為我們發(fā)現(xiàn)，睡眠時有神經(jīng)元連接網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化。”睡眠貌似是用來重新校準(zhǔn)大腦突觸活動的時間，所以，他要確定在清醒的大腦中打盹的神經(jīng)元是否具有保護(hù)、恢復(fù)健康的作用還是僅僅會帶來有害的作用。
自然雜志發(fā)表的研究文章指出，看上去呈清醒狀態(tài)的老鼠，大腦皮層某些神經(jīng)元有時出現(xiàn)短暫“斷開”。這些區(qū)域的神經(jīng)活動模式與非快速眼球運動(non-rapid eye movement (NREM) )睡眠時的神經(jīng)活動模式相似。
“老鼠盡管處在清醒狀態(tài)，但大腦皮層卻有少量局部睡眠?！必?fù)責(zé)該項研究的美國威斯康星——麥迪遜大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家朱利奧•托諾尼（Guilio Tononi）如此說。
研究團(tuán)隊采用多種技術(shù)測量了大鼠腦中局部和整體的場電位。他們通過把微電極陣列插入大腦額葉皮層、頂葉皮層深層的方法，測量了大鼠的局部神經(jīng)電活動。還用腦電圖(EEG)顯示了大腦的整體神經(jīng)活動，例如非快速眼球運動(NREM)睡眠中可見的慢波。在慢波活動期間，神經(jīng)元在“開”“關(guān)”狀態(tài)間振蕩，但通常處于“關(guān)”狀態(tài)。
托諾尼和他的同事記錄了許多組神經(jīng)元的電活動，結(jié)果顯示，老鼠在長時間保持覺醒狀態(tài)后，整個大腦皮層的神經(jīng)元會隨機(jī)地處于“關(guān)”狀態(tài)。他說：“如果我們觀察整個大腦，就如觀看水沸騰狀態(tài)一樣。清醒時候，就像水還沒沸騰，所有神經(jīng)元處在‘開’的狀態(tài)，而疲倦后神經(jīng)元的‘關(guān)、狀態(tài)就如沸騰的水泡；至于水泡出現(xiàn)在何處就無法預(yù)測了?！?過去認(rèn)為，完全清醒狀態(tài)下是不會出現(xiàn)睡眠狀態(tài)下的慢波，但這項新研究發(fā)現(xiàn)，清醒狀態(tài)也有非常局部的慢波發(fā)生。
美國康涅狄格州耶魯大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家大為•麥考密克（David McCormick）說：“這種現(xiàn)象可叫做皮層閃爍現(xiàn)象，大腦皮層某一部位短暫關(guān)閉而中斷神經(jīng)信號處理?！?br /> 打盹的神經(jīng)元
打盹的神經(jīng)元會影響動物的行為動作。
若長時間不給老鼠睡覺，讓它一直保持清醒狀態(tài)，則處于“關(guān)”狀態(tài)的神經(jīng)元數(shù)目增多，此時老鼠面對復(fù)雜困難任務(wù)，如通過樹脂籠子里一條溝槽捕捉糖果時，它的認(rèn)知能力下降。 托諾尼認(rèn)為，我們通常把睡眠當(dāng)成全腦現(xiàn)象，相對而言，局部神經(jīng)元斷開的存在更為隱蔽，因為我們不知道有這種情況發(fā)生。對人來說，這可用來解釋為什么睡眠剝奪會降低判斷力。
有趣的是，托諾尼與他的同事本月上旬提出報告說，即使在“全腦”睡眠時慢波也是發(fā)生在局部、特定區(qū)域的。他們用深電極在人們經(jīng)受外科手術(shù)的一些腦區(qū)記錄腦電圖和局部神經(jīng)元活動情形，發(fā)現(xiàn)慢波會從前額葉皮層經(jīng)由顳葉傳到海馬。托諾尼說：“即便是在睡眠時，慢波的范圍也比預(yù)想的更局部?！?br /> 綜上，這些發(fā)現(xiàn)告訴我們，科學(xué)家以前對清醒和睡眠狀態(tài)的認(rèn)識可能過于簡單。瑞士蘇黎世大學(xué)睡眠研究員皮特•阿克曼（Peter Achermann）說：“如果這兩種現(xiàn)象都存在，即清醒時局部睡眠和睡眠時局部清醒，那么就得重新思考我們對睡眠的定義?！?br /> 重新定義
美國明尼蘇達(dá)州地區(qū)睡眠失調(diào)醫(yī)療中心主任馬克•馬霍瓦爾德（Mark Mahowald）說：“這篇論文清楚地證實了過去的一個猜測，即睡眠可以發(fā)生在大腦的一部份，而同時大腦的其他部分處在清醒狀態(tài)。正如我們臨床所見到的?！彼a(bǔ)充說，夢游病就是最好的例子，我們可以在夢游上看到同時具有清醒與睡眠兩種狀態(tài)時會導(dǎo)致復(fù)雜的行為。
托諾尼承認(rèn)說：“我們的研究不是給睡眠重新定義，我們根據(jù)行為特征已經(jīng)對睡眠有很好定義。但是我們的工作確實說明現(xiàn)在的定義對描述分離狀態(tài)也許并不完整。”
這一工作有助于我們更好地理解睡眠的功能，而這也是托諾尼研究團(tuán)隊的長期目標(biāo)。他說：“我們猜測睡眠與神經(jīng)元連接有關(guān)，因為我們發(fā)現(xiàn)，睡眠時有神經(jīng)元連接網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)化。”睡眠貌似是用來重新校準(zhǔn)大腦突觸活動的時間，所以，他要確定在清醒的大腦中打盹的神經(jīng)元是否具有保護(hù)、恢復(fù)健康的作用還是僅僅會帶來有害的作用。