袁越:永不消失的脑电波

Sanlian Shenghuo Zhoukan - - CONTENTS -

人在睡觉的时候是没有主观意识的,但大家千万别以为这时候脑细胞也都休息了,它们忙着呢!尤其是在“快速眼动”(REM)阶段,脑细胞更是异常活跃。如果处在这一阶段的人突然被叫醒,一定会报告说自己正在做梦,所有情节都记忆犹新。

有意思的是,处在 REM阶段的人虽然眼球会乱动,但全身大部分骨骼肌却都处于瘫痪状态,完全不听大脑的指挥。人类之所以进化出这种机制,主要目的是为了保护自己。想想看,如果此时骨骼肌仍然可以动,万一哪根神经搭错了,命令双腿胡踢乱蹬,很容易伤到自己。

通常情况下,当一个人从REM阶段苏醒过来时,骨骼肌的瘫痪状态就会立即被解除。但是,如果两者没有配合好,比如突然被某个特别可怕的噩梦惊醒,骨骼肌还来不及恢复,这个人就会进入“睡眠瘫痪” (Sleep Paralysis)状态。此时他的意识是清醒的,但全身肌肉却不听使唤,仿佛身体被某个巨大的妖怪压住了,动弹不得,这就是传说中的“鬼压床”。

研究显示,大约有40%的人一生中至少会经历一次“鬼压床”,说明这是个相当普遍的现象。超过一半的“鬼压床”是被噩梦惊醒的,好在这种感觉非常短暂,肌肉的瘫痪状态往往只维持几秒钟就会被解除,问题不大。但是,如果我们的祖先在野外睡觉时遇到危险,肌肉却不听使唤,那可就麻烦了。所以人类进化出了一种特殊的睡眠机制,每隔大约5分钟就会醒一次,每次最多几秒钟就会再次入睡。这样算下来,我们每天晚上都会醒100多次,不过这不是真的醒来,只能算是“微觉醒”(Arousals),第二天早上肯定都忘了,也不会对睡眠质量造成任何负面影响。

问题在于,到底是什么机制导致了“微觉醒”呢?以色列巴尔-伊兰大学(Bar-Ilan University)的物理学家罗尼·巴彻(Ronny Bartsch)博士提出了一个假说,认为这是由神经元放电的同步性所导致的。

原来,大脑中有一组神经元专门负责维持睡眠状态,科学家们称之为“促眠神经元”(Sleep-promoting Neurons)。与之对应的是另一组“促醒神经元” (Wake-promoting Neurons),负责将大脑从睡眠中唤 醒。人在睡眠过程中肯定是前者占上风,但后者也没有彻底休息,而是仍然在缓慢地无规则放电,这就是脑电波图上显示的“白噪声”,类似于收音机没调准台时的状态。但是,这些神经元的放电频率偶尔也会同步一次,这就是脑电波图上有规律地出现的波峰。此时“促醒神经元”的强度暂时超越了“促眠神经元”,大脑就醒来了,但因为“促眠神经元”的整体力量要强大得多,所以很快就又入睡了。

已知“白噪声”的强度和神经元的温度有关,温度越高强度越低,神经元同步放电的出现频率也就越低。巴彻博士设计了一个巧妙的实验,证明随着温度的升高,“微觉醒”的频率会相应地下降,这就间接证实了他提出的上述假说。

巴彻博士将研究结果写成论文,发表在2018 年4 月 25日出版的《科学进展》( Science Advances )杂志上。巴彻认为这个结果有助于减少“婴儿猝死综合征”(Sudden Infant Death Syndrome)的发病率,这种病在不满一岁的婴儿当中相当常见,巴彻认为原因就是此时的婴儿尚不具备调节体温的能力,如果环境温度太高,或者因为某种原因导致散热效率太低(比如包裹得太严实或者卧睡),就有可能导致婴儿脑部温度上升,从而降低“微觉醒”的频率。

对于婴儿来说,“微觉醒”是非常重要的自我保护机制,可以让婴儿经常性地主动调整睡姿,减少窒息的可能性。当然了,导致婴儿猝死的原因很复杂,上述理论很可能只是其中之一。

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