入睡可能让人感觉是缓慢进入梦乡的过程,但最新研究表明,这实际上瞬间发生。科学家发现,人类大脑并非逐渐关闭进入睡眠——它会在一个精确的“临界点”处突然切换至睡眠模式。
这项发表在《自然神经科学》的突破性研究,有望彻底改变我们对失眠等睡眠障碍的理解、诊断和治疗方式。该研究还可能帮助医生评估老龄化及阿尔茨海默病等神经疾病中的脑健康状况,甚至改进手术期间麻醉监测方法。
一支国际研究团队分析了1000多名志愿者的脑电图记录,这些志愿者佩戴电极整夜监测脑活动。研究团队运用高级计算技术,将每个人的脑活动映射到他们称之为“多维空间”的模型中,从而能够逐刻可视化大脑从清醒到睡眠的转变过程。
研究结果引人注目:无论参与者卧床时间多长,睡眠转换总是在明确定义的临界点处突然发生,仅需几分钟。这种系统从一种状态骤然切换至另一种状态的模式被称为“分岔”。研究人员将其类比为弯曲树枝直至突然折断的过程,或意识骤然中断的“入睡”感觉。
在后续实验中,研究团队对参与者进行了多晚监测。每个人的大脑始终在多维地图的相同“位置”进入睡眠,表明每个人的入睡过程都具有独特的神经签名。利用该模型,研究人员能以98%的准确率预测每位参与者入睡的确切秒数。
此前,科学家主要依据脑电图模式的粗略观察或呼吸心率等间接迹象定义睡眠起始点。本研究首次实现实时精准定位大脑从清醒到睡眠的转换时刻。
伦敦帝国理工学院(Imperial College London)英国痴呆症研究所首席研究员尼尔·格罗斯曼博士(Dr. Nir Grossman)表示:“睡眠是我们生活的基本组成部分,但大脑如何入睡一直是神经科学最大的谜团之一。我们现在知道这不是缓慢消退——而是突然转变。”
英国医学研究理事会神经科学与心理健康负责人凯伦·布拉克斯皮尔博士(Dr. Karen Brakspear)指出,睡眠紊乱与痴呆症等疾病相关:“通过更深入理解大脑如何进入睡眠状态,我们能探索保护脑健康和促进更好休息的新方法。”
资深合著者德克-扬·迪克教授(Professor Derk-Jan Dijk)补充称,该发现可能彻底改变临床对睡眠的定义。“理解这一临界点使我们能以全新精度研究睡眠生物学,这将为入睡困难人群开发新工具和疗法。”
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