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睡眠不一定是整个大脑行为

时间:2014-09-07  核心关键词: 睡眠 大脑行为 分享:
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闭着眼睛、无任何反应、流着口水,这是公认的最易辨别的睡眠状态。但是,睡眠与觉醒之间的区别并非我们所想像那么清晰。

自然杂志发表的研究文章指出,看上去呈清醒状态的老鼠,大脑皮层某些神经元有时出现短暂“断开”。这些区域的神经活动模式与非快速眼球运动(non-rapid eye movement (NREM) )睡眠时的神经活动模式相似1。 “老鼠尽管处在清醒状态,但大脑皮层却有少量局部睡眠。”

负责该项研究的美国威斯康星-麦迪逊大学神经科学家朱利奥•托诺尼(Guilio Tononi)如此说。 研究团队采用多种技术测量了大鼠脑中局部和整体的场电位。通过把微电极阵列插入大脑额叶皮层、顶叶皮层深层的方法,研究人员测量了局部神经电活动。他们还用脑电图(EEG)显示了大脑的整体神经活动,例如非快速眼球运动(NREM)睡眠中可见的慢波。在慢波活动期间,神经元在“开“”关“状态间振荡,但通常处于“关”状态。

托诺尼和他的同事记录了许多组神经元的电活动,结果显示,老鼠在长时间保持觉醒状态后整个大脑皮层的神经元会随机地处于“关”状态。他说:“如果我们观察整个大脑,就如观看水沸腾状态一样。清醒时候,就像水还没沸腾,所有神经元处在“开”的状态,而疲倦后神经元的“关”状态就如沸腾的水泡;至于水泡出现在何处就无法预测了。” 过去认为,完全清醒状态下是不会出现睡眠状态下的慢波,但这项新研究发现,清醒状态也有非常局部的慢波发生。

美国康涅狄格州耶鲁大学神经生物学家大为•麦考密克(David McCormick)说:“这种现象可叫做皮层闪烁现象,大脑皮层某一部位短暂关闭而中断神经信号处理。”

打盹的神经元

打盹的神经元会影响动物的行为动作。若长时间不给老鼠睡觉,让它一直保持清醒状态,则处于“关”状态的神经元数目增多,此时老鼠面对复杂困难任务,如通过树脂笼子里一条沟槽捕捉糖果时,它的认知能力下降。 托诺尼认为,我们通常把睡眠当成全脑现象,相对而言,局部神经元断开的存在“更为隐蔽,因为我们不知道有这种情况发生。”对人来说,这可用来解释为什么睡眠剥夺会降低判断力。”
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