（华盛顿29日综合电）美国威斯康星大学研究人员近日在《自然·神经科学》期刊发表论文，揭示大脑无需全身进入睡眠状态，也能在局部区域实现类似睡眠的生物性修复，颠覆人类对“休息”的传统认知。
长久以来，学界普遍认为睡眠本质上是“还债”——我们清醒的每一小时都会在大脑内堆积代谢废物，只有夜间睡眠才能偿还这些“债务”。其中较主流的理论是“突触稳态假说”：清醒状态下，神经元之间的连接会持续强化，每一次学习、处理信息或作出反应，都会在神经网络中留下微小分子印记。到了晚上，神经网络饱和、信号过度激活，效率开始下降。非快速眼动睡眠正是大脑的“清理”时段——突触被选择性削弱，释放局部睡眠压力，让神经回路重置，为次日学习工作做好准备。
一旦缺少这一重置过程，认知能力会大幅衰退，这也是睡眠不足损伤记忆、削弱学习能力的根本原因。此前，人们一直认为这种重置必须让整个大脑进入深度睡眠的慢波同步振荡状态。
局部诱导慢波即可缓解睡眠压力
威斯康星大学的研究团队利用小鼠实验推翻上述固有认知。研究人员事先对小鼠神经元进行基因改造，使其表达一种名为视蛋白的光敏蛋白，随后将微型光纤植入小鼠大脑皮层。他们采用光遗传学技术，通过光脉冲调控特定神经元的活动。
在睡眠剥夺小鼠的感觉运动皮层中，研究人员人为诱导出0.5至1赫兹的神经元放电模式——该低频节律与自然睡眠中非快速眼动慢波的频率完全相同，而小鼠大脑其余区域保持活跃，全程处于清醒状态。结果显示，干预区域内的局部睡眠压力分子标记物显著下降。
局部休息而非全脑休眠
研究证明，仅在局部神经回路建立非快速眼动睡眠节律，就足以缓解该区域的睡眠压力并恢复神经功能。这并非启示人类从此可以不用睡觉，而是更新了对睡眠的认知：神经休息并非一个不可分割的系统性状态，而是一个可以分区域进行的生理过程。睡眠的修复效果不在于关闭整个大脑，而是在正确的位置复刻正确的神经振荡节律。
行为学测试进一步印证了该结论。接受干预的小鼠仅在依赖受刺激神经回路的触觉任务中恢复表现，其余由未干预脑区负责的认知任务能力并未改善。换言之，视觉皮层可以处于“休息状态”，而运动皮层同步保持高强度运转。
探究不同皮层区域是否独立累积睡眠压力
科研团队接下来将重点探究：在日常不同认知需求下，不同皮层区域是否会独立累积各自的睡眠压力。若该猜想成立，那么睡眠的生物学机制将比以往任何模型所揭示的都更加模块化，也更值得深入挖掘。
文：香港巴士的报
图：@NightSkyToday社媒X
