你永远也叫不醒一个装睡的人？没关系，科学家首次通过大脑活动辨别梦和清醒！

发布时间：2020-08-16 20:20:12来源：生物谷

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在人的一生中，睡眠占了近1/3的时间，其质量好坏关乎着人的健康，从某种意义上来说，睡眠质量甚至决定着生活质量。有趣的是，在睡眠过程中，每个人都会做梦，只是大多数人会在清醒之后“丢失”自己的梦。

古往今来，关于梦的诗篇不胜枚举。“醉后不知天在水，满船清梦压星河”。在漫长的历史长河中，梦与醒之间的界限似乎逐渐变得模糊起来，正可谓“历尽千帆皆已过，回首恍若梦中人”。

回归正题，在现实世界里，科学界又如何定义梦与醒呢？

近日，美国加州大学伯克利分校的研究人员在知名学术期刊eLife上发表题为：《Anelectrophysiologicalmarkerofarousallevelinhumans》的研究论文[1]。

此项研究记录了人在梦境中的脑电图（EFG）特征，使得科学界首次通过大脑活动单独区分梦和清醒。更重要的是，这一研究成果还有助于确定昏迷病人的预后，并有利于研究麻醉对做梦的影响。

人的睡眠周期可以大致分为五个阶段，其中最重要的是慢波睡眠和快波睡眠，研究表明慢波睡眠有助于身体的生长发育和体力的恢复，而快波睡眠则有利于巩固学习和记忆。值得一提的是，快波睡眠还与梦境密切相关。

在现代社会，由于光污染、噪声和生活压力等因素，失眠现象也越来越普遍。每年都有成千上万人接受睡眠诊断，他们中的大多数人通过脑电图(EEG)来监测他们从清醒状态到深度慢波睡眠和快速眼动睡眠过程中的大脑活动。

从本质上来说，大脑的活动实际上是一种电生理现象，因此，原则上我们可以通过记录不同脑电图从而区分大脑的生理状态。然而，当我们做梦时，我们的大脑充满了嘈杂的电生理活动，看起来几乎和清醒时的大脑一模一样。

大多数睡眠研究关注的是脑神经网络中同步的、有节奏的波，从代表深度睡眠的慢波，到典型的梦中睡眠的高频率波。十分有趣的是，这些“有规律”的脑电波出现在许多一般活动之上——人们称之为1/f，通常也被忽略为“噪音”。

在此项研究中，RobertTKnight教授领导的研究团队却别开生面地聚焦于这些脑电波的“噪音”之上。通过长达10年的研究，研究人员发现这些“噪音”包含许多有关大脑状态的有用信息。

Figure1光谱斜率记录了异丙酚全身麻醉下觉醒水平的变化

“这种背景活动是没有节奏的，我们已经将其忽视了很长一段时间，”文章的第一作者JannaDLendner说道，“有时，它被称为噪音，但它不是噪音，它承载了很多信息，也包含了潜在的唤醒水平。通过观察脑电图，这种方法可以区分快速动眼睡眠和清醒状态。”

研究团队通过4个独立数据集的颅内和体表脑电图记录，证明了大脑电生理功率谱的1/f谱斜率——也就是频谱下降的速度，可以反映非振荡、无尺度的神经活动成分，这种1/f谱的“下降”在快波睡眠中比在清醒或麻醉状态下更剧烈。

Figure2光谱斜率跟踪睡眠中唤醒水平的变化

换句话说，通过1/f谱，我们可以区分做梦、完全清醒、麻醉以及深度睡眠等生理状态。对此，Knight教授还表示，1/f非常敏感，比如它可以判断一个人是否处于昏迷状态，有没有移动，以及他们是否比你想象的更警觉。

综上所述，此项研究发现了一种常见的脑电图电生理标记物，它可以用于区分人的不同睡眠阶段、麻醉以及昏迷状态。这一研究成果将使得医生能够在手术过程中监测麻醉状态下的人，以减少麻醉带来的副作用！

【参考文献】

[1]Lendneretal.eLife2020;9:e55092.DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.55092