娛樂城|在深度睡眠中,大腦網絡崩潰

在深度睡眠階段,我們的意識狀態會發生很大變化,就像在昏迷或全身麻醉下一樣。長期以來,科學家一直相信-但不能肯定-我們睡覺時大腦活動會下降。大多數睡眠研究都是使用腦電圖(EEG)進行的,該方法需要通過沿患者頭皮上放置的電極來測量大腦活動。然而,工學院EPFL醫學影像處理實驗室的博士助理Anjali Tarun決定研究睡眠中的大腦活動娛樂城進行磁共振成像或MRI。實驗室負責人Dimitri Van De Ville表示:“ MRI掃描通過檢測整個大腦結構的血液動力學反應來測量神經活動,從而提供除腦電圖外的重要信息。”在這些實驗中,塔倫(Tarun)依靠腦電圖來確定研究參與者何時入睡並查明睡眠的不同階段。然後,她檢查了MRI圖像以生成神經活動的空間圖,並確定了不同的大腦狀態。

難以獲取的數據

唯一的問題是,在參與者睡覺時對其進行腦部MRI檢查並不容易。這些機器非常嘈雜,使參與者難以進入深度睡眠狀態。但是,塔倫(Tarun)與日內瓦大學的索菲·施瓦茲(Sophie Schwartz)教授和波鴻大學(Ruhr-UniversitätBochum)的尼古拉·阿克斯馬赫(Nikolai Axmacher)教授合作,可以利用大約30個人的MRI和EEG數據。參與者在MRI機器上睡覺時,大腦活動數據覆蓋了將近兩個小時。塔倫說:“兩個小時是一個相對較長的時間,這意味著我們能夠獲得一組罕見的,可靠的數據。”娛樂城評價 “在患者執行認知任務時進行的MRI檢查通常持續約10-30分鐘。”

睡眠中的大腦活動

經過檢查,分析和比較所有數據後,娛樂城評價塔倫(Tarun)感到驚訝。她說:“我們精確地計算了由大腦不同部位組成的網絡在每個睡眠階段活躍的次數。” “我們發現,在輕度睡眠階段(即從入睡到進入深度睡眠狀態之間),大腦的整體活動會減少。但是,大腦不同部位之間的交流變得更加活躍。我們認為這是由於這個階段的大腦狀態不穩定。” Van De Ville補充說:“所有這些使我們真正感到驚訝的是自相矛盾。在從輕度睡眠到深度睡眠的過渡階段,局部大腦活動增加了,相互互動減少了。這表明大腦網絡無法同步。”

默認模式網絡和小腦的作用

意識通常與神經網絡有關,而神經網絡可能與我們的自省過程,情節性記憶和自發性思維有關。 Van De Ville說:“我們發現前,后區域之間的網絡破裂了,隨著睡眠深度的增加,這種網絡變得越來越明顯。” “在小腦中也觀察到了神經網絡的類似故障,這通常與運動控制有關。”目前,科學家們還不知道為什麼會這樣。但是他們的發現是我們在睡眠時更好地了解我們意識狀態的第一步。塔倫說:“我們的發現表明意識是不同大腦區域之間相互作用的結果,而不是局部大腦活動的結果。” “通過研究我們的意識狀態在不同時期如何改變娛樂城睡眠的各個階段,以及對大腦網絡活動的意義,我們可以更好地理解和解釋人類所具有的廣泛的大腦功能。”(參考文獻:塔倫·A,溫斯坦·安德里亞諾·D,斯特彭尼奇五世,等人NREM睡眠階段專門改變了大規模腦網絡的動態整合。 科學2021; 24(1)。 doi:10.1016 / j.isci.2020.101923本文已通過以下材料重新發表。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。