我們都被告知，一個良好的夜晚睡眠可以創(chuàng)造奇跡。確實，誰能否認(rèn)一次美好的睡眠帶來的清新感覺呢？然而，我們在睡眠中大腦內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜過程仍然充滿神秘。得益于賴斯大學(xué)、休斯頓衛(wèi)理公會神經(jīng)系統(tǒng)恢復(fù)中心和威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的研究人員的努力，睡眠研究這一引人入勝的領(lǐng)域正迎來一些新的發(fā)現(xiàn)。

探索之旅的開始

這項研究的主要目的是揭示在非快速眼動（NREM）睡眠期間增強(qiáng)認(rèn)知表現(xiàn)的難以捉摸的神經(jīng)機(jī)制。這種睡眠是你在小憩時經(jīng)歷的那種，不是很深的睡眠。研究結(jié)果可能會改變我們對睡眠如何銳化大腦的理解，甚至可能為治療睡眠障礙和尋找方法來提高認(rèn)知和行為表現(xiàn)開辟新的途徑。

揭開睡眠的魔力

研究人員通過研究獼猴多個腦區(qū)的神經(jīng)活動開始了他們的調(diào)查。他們觀察了這些動物在進(jìn)行視覺辨別任務(wù)前后的腦活動，中間間隔了一個30分鐘的NREM睡眠期。為了確保動物確實處于睡眠狀態(tài)，研究團(tuán)隊使用了多導(dǎo)睡眠圖，這是一種測量腦部和肌肉活動的方法。結(jié)果非常有趣。動物在睡眠后的視覺任務(wù)表現(xiàn)有所提高，準(zhǔn)確率也更高。這種改善僅出現(xiàn)在真正入睡的獼猴身上，而那些保持清醒的獼猴則沒有出現(xiàn)同樣的表現(xiàn)變化。

深入探究睡眠的魔力

該研究的第一作者娜塔莎·卡拉斯博士描述了睡眠對獼猴神經(jīng)活動的影響?！霸谒咂陂g，我們觀察到低頻δ波活動增加，不同皮層區(qū)域的神經(jīng)元同步放電增加，”卡拉斯博士指出?！叭欢?，睡眠后，神經(jīng)元活動變得更加去同步化，比睡眠前更加獨立地放電。這種轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了信息處理和視覺任務(wù)表現(xiàn)的準(zhǔn)確性提高?！?/p>

模擬睡眠的力量

為了進(jìn)一步理解睡眠的魔力，研究人員又向前邁進(jìn)了一步。他們在清醒的獼猴中通過低頻電刺激視覺皮層復(fù)制了睡眠的神經(jīng)效應(yīng)。通過這種方式，特定的刺激模式有可能用于模擬睡眠的認(rèn)知益處。

睡眠的修復(fù)作用

復(fù)制睡眠效應(yīng)的意義是革命性的。結(jié)果暗示，即使沒有實際睡眠，也可以實現(xiàn)睡眠的修復(fù)和表現(xiàn)提升效果?！霸谇逍褷顟B(tài)下再現(xiàn)類似睡眠的神經(jīng)去同步化能力，為在無法睡眠的情況下（如患有睡眠障礙的人或在太空探索等極端情況下）提高認(rèn)知和感知表現(xiàn)打開了新的可能性，”該研究的合著者瓦倫丁·德拉戈伊表示。

加深對睡眠的理解

據(jù)德拉戈伊稱，這項研究的獨特之處在于，它不僅加深了我們對睡眠在認(rèn)知功能中作用的理解，還開創(chuàng)了新的領(lǐng)域，表明特定的腦刺激模式可以替代部分睡眠的修復(fù)效果?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)了一個令人驚訝的現(xiàn)象，即大腦在睡眠后采取的一種策略，即參與任務(wù)的神經(jīng)群體在睡眠本身接收到同步輸入后，減少了它們的同步水平，”德拉戈伊解釋道。這一發(fā)現(xiàn)突顯了NREM睡眠如何通過重置神經(jīng)活動來有效提升認(rèn)知功能?！拔覀兊难芯坎粌H加深了我們對睡眠在認(rèn)知功能中作用的機(jī)制理解，還表明特定的腦刺激模式可以替代部分睡眠的好處，指向了一個未來，我們或許可以在不依賴睡眠的情況下提升大腦功能，”德拉戈伊說。

研究的廣泛影響

這項迷人的研究為各個領(lǐng)域的實際應(yīng)用開辟了令人興奮的可能性。從改善患有睡眠障礙個體的認(rèn)知表現(xiàn)到優(yōu)化高風(fēng)險情境下的生產(chǎn)力，如軍事行動或太空探索，潛力巨大。此外，模擬睡眠效果的能力可能為開發(fā)創(chuàng)新療法鋪平道路，用于治療神經(jīng)退行性疾病和精神健康狀況，這些疾病中睡眠中斷起著重要作用。隨著研究的進(jìn)展，將這些發(fā)現(xiàn)整合到可穿戴技術(shù)或非侵入性設(shè)備中，可以使認(rèn)知增強(qiáng)變得普及和定制化，適用于日常使用。

該研究全文發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

(全文結(jié)束)

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