大脑睡眠的一部分,醒来,一整天

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当我们处于深度睡眠状态时,我们大脑的活动会以明显的大波浪潮起潮落。斯坦福大学的新研究发现,当我们清醒时也存在同样的循环,大脑的一小部分独立地入睡并一直醒来。

根据研究,发表2016 年 12 月 1 日科学,当大脑中的神经元循环进入更活跃的状态时,或状态,他们更善于回应世界。神经元传导电脉冲的特殊细胞是基本的数据处理单元,即大脑的“芯片”。


该团队使用了特殊的超灵敏探针,可以记录大脑中一列神经元的活动。过去,人们已经知道单个神经元会经历或多或少活跃的阶段,但通过这次探测,研究人员第一次看到给定列中的所有神经元在非常快速地放电和大量放电之间循环在一起。速度较慢,类似于睡眠中的协调周期。

Kwabena Boahen 是斯坦福大学的生物工程和电气工程教授,也是该论文的资深作者。博亨说过

期间状态神经元都开始快速放电。然后突然之间,他们只是切换到低射速。这种开关一直在发生,就好像神经元在掷硬币来决定它们是打开还是关闭。

这些循环——发生在几秒钟或几分之一秒内——在清醒的大脑中并不明显,因为波不会在神经元列之外传播太多,不像在睡眠期间波几乎遍布整个大脑并且很容易检测。




该团队发现,较高和较低的活动状态与对世界做出反应的能力有关。他们说神经元花更多的时间在专注于某项任务时的状态。 Tatiana Engel 是斯坦福大学的博士后研究员,也是该研究的共同主要作者。她在一封信中说陈述

选择性注意类似于让你大脑的一小部分更清醒一点。

恩格尔表示,这一发现可能是很多人所熟悉的。她指出,有时你认为自己很在意,但你仍然会错过一些事情。

这项工作产生的一个问题是,为什么当我们醒着时,神经元会循环进入较低的活动状态。万一剑齿虎来袭,何不一直保持活跃状态​​呢?


一个答案可能与能源有关。博亨说过

神经元一直在放电会产生代谢成本。

大脑消耗大量能量,研究人员建议让细胞有机会做相当于坐下的能量可能会让大脑节省能量。

此外,当神经元非常活跃时,它们会产生可损害细胞的细胞副产物。恩格尔指出,低活动状态可以让时间来清除这种神经元废物。


新发现的睡眠和清醒周期会在我们清醒时发生在大脑的某些部分。图片 © Sergey Nivens / Fotolia

新发现的睡眠和清醒周期会在我们清醒时发生在大脑的某些部分。图片 © Sergey Nivens / Fotolia

底线:斯坦福大学的新研究,发表于 2016 年 12 月 1 日科学,发现即使你醒着,大脑的小区域也会循环进出睡眠。

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