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我们都被告知,一夜好眠可以创造奇迹。事实上,谁能否认一夜好眠后带来的清爽感觉呢?
然而,当我们捕捉一些 z 时,在我们的大脑中展开的复杂过程仍然笼罩在神秘之中。
由于莱斯大学、休斯顿卫理公会神经系统恢复中心和威尔康奈尔医学院的研究人员的努力,睡眠研究的有趣世界正在看到一些新的发现。
发现之旅开始
该研究的主要目的是阐明在非快速眼动 (NREM) 睡眠期间增强认知能力的难以捉摸的神经机制。
这就是你在小睡时所体验到的那种睡眠,不会太深。
研究结果可能会改变我们对睡眠如何使我们的大脑敏锐的理解,甚至可能为治疗睡眠障碍和确定提高认知和行为表现的方法开辟新的途径。
揭开睡眠的魔力
研究人员通过研究猕猴多个大脑区域的神经活动开始了他们的研究。
他们在 30 分钟的 NREM 睡眠期前后执行视觉辨别任务时检查了这些动物的大脑活动。
为了确保动物确实在睡觉,该团队使用了多导睡眠图,这是一种测量大脑和肌肉活动的方法。
结果令人着迷。动物的视觉任务表现在睡后得到改善,并显示出更高的准确性。
这种改善仅在真正睡着的猕猴中发现——那些保持清醒状态的猕猴没有看到相同的性能变化。
深入了解睡眠的魔力
该研究的第一作者 Natasha Kharas 博士描述了睡眠对猕猴神经活动的影响。
“在睡眠期间,我们观察到低频 delta 波活动增加,并且不同皮层区域的神经元之间同步放电,”Kharas 博士指出。
“然而,与睡前相比,睡眠后神经元活动变得更加不同步,使神经元能够更独立地放电。这种转变提高了信息处理的准确性和视觉任务的性能。
模拟睡眠的力量
在他们不懈追求了解睡眠的魔力的过程中,研究人员更进一步。
他们通过对清醒的猕猴视觉皮层进行低频电刺激来复制睡眠的神经效应。
通过这种方式,特定的刺激模式有可能被用来模拟睡眠的认知益处。
睡眠的恢复作用
复制睡眠效应的影响是改变游戏规则的。
结果表明,即使没有实际睡眠,也有可能实现睡眠的恢复和增强性能的效果。
该研究的合著者瓦伦丁·德拉戈伊 (Valentin Dragoi) 说:“在清醒状态下再现类似睡眠的神经不同步的能力为在睡眠不可行的情况下增强认知和感知表现开辟了新的可能性——例如对于患有睡眠障碍的人或在太空探索等情有可原的情况下。
加深我们对睡眠的理解
根据 Dragoi 的说法,这项研究是独一无二的,因为它不仅加深了我们对睡眠在认知功能中的作用的理解,而且还通过表明特定的大脑刺激模式可以替代睡眠的一些恢复作用而开辟了新天地。
“我们发现了大脑在睡眠后采用的一种令人惊讶的解决方案,即参与任务的神经种群在睡眠后会降低他们的同步水平,尽管在睡眠期间本身接收到同步输入,”Dragoi 解释说。
这一启示强调了 NREM 睡眠如何通过重置神经活动来有效地“增强”认知功能。
“我们的研究不仅加深了我们对睡眠在认知功能中作用的机制理解,而且还通过表明特定的大脑刺激模式可以替代睡眠的一些好处来开辟新天地,指出未来我们可能会独立于睡眠本身来增强大脑功能,”Dragoi 说。
研究的更广泛影响
这项引人入胜的研究为各个领域的实际应用开辟了令人兴奋的可能性。
从改善睡眠障碍患者的认知能力到在高风险情况下(如军事行动或太空探索)优化生产力,潜力是巨大的。
此外,模拟睡眠效果的能力可能为神经退行性疾病和心理健康状况的创新疗法铺平道路,其中睡眠中断起着重要作用。
随着研究的进
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