你可能听到有人说他们喜欢跑步，因为它可以让他们关掉。 也许你自己也是这样。 好 最近在小鼠的研究 建议实际上可能有一个科学的基础，因为当你执行一个简单的重复行为时，大脑活动确实会减少。 更何况，跑步可能会让身体疲惫，这样的锻炼可能会减少你的大脑对睡眠的需求。
清醒和睡着不是两个相互排斥的统一状态。 有时你可以 睡得更深 或者比其他人更宽阔的清醒，以及两者之间的界限 可以模糊。 你的正常行为，比如对突发事件迅速作出反应的能力，会随着你在正常的睡眠时间之后保持清醒而恶化。 我们不知道这是为什么，但它可能是你的大脑的一部分 去睡觉 即使你在技术上清醒。 但是有了正确的动机，我们也可以强迫自己保持清醒，甚至暂时恢复我们的表现。
我们需要睡多久或可以保持清醒的程度取决于一定程度 对我们的基因，但 有证据表明 他们也受到我们在醒着时做什么活动的影响。 令人惊讶的是，我们仍然不知道被唤醒的压力让我们的身体感到睡眠，但科学家经常提到的是 “过程S”。 就像一个沙漏一样，S进程的水平表明我们已经清醒了多久或睡着了，在某个特定的时刻我们有多么可能睡着或醒来。
最近的证据表明 睡眠不是由整个大脑发起的，而是由当地清醒时使用更多的神经元网络启动的。 我和我的同事想知道，对某些行为负责的大脑部分是否对我们保持清醒的能力有更多的影响。
整夜与老鼠
为了检验这个理论，我们利用了一个众所周知的趋势， 自发地在一个轮子上运行有时候每晚都要行驶几公里。 当老鼠这样跑，他们花费相当大 更多的时间清醒就好像他们需要睡觉的速度在减慢，或者如果有东西被压倒一样。 为了揭示这个神秘的过程，我们仔细研究了在自发运行的小鼠的大脑中发生了什么。
在我们的研究中，我们记录了每个小鼠的新皮层（大脑外层）中的单个神经细胞的电活动，因为它们在轮子上运行。 通常，当一只老鼠（或一个人）醒着并活跃时，神经元以高速率起火。 这是因为大脑必须监视周围环境，协调运动，并立即做出决定。 这种持续的大脑活动需要大量的能量 - 一个 估计所有能源的20％ 由身体使用。
令人惊讶的是，我们发现当小鼠高速运行时，一些神经元完全停止了发射。 而新皮层运动和感觉区域的整体大脑活动平均下降至少30％。 矛盾的是，这表明，总体而言，积极的身体行为和激烈的运动并不一定需要更积极的大脑。
我们也注意到，当动物做出许多不同的行为时，它们的神经元会以各种不同的方式刺激，从缓慢到快速排出。 但在奔跑的单调过程中，神经峰值变得更加一致。 这表明跑步不仅与整体活动较少有关，而且还与出现更稳定，统一的大脑状态有关。
我们接下来的问题是，这是否会延长清醒期间的整体大脑活动。 以往的研究 建议你保持清醒的时间越长，你的大脑就越容易兴奋（你的神经元越可能被激发）。 我们发现，我们的老鼠的神经元在睡觉之前平均产生了比几个小时前醒来之后不久之后的更多的峰值。 但是，如果老鼠花了很多时间跑，这种增加没有发生。 这表明，如果神经元不被使用，那么他们不会变得更加兴奋。
运行状态
根据这些观察结果，我们得出结论：如果老鼠的一天被需要重复性或节奏性运动（如跑步）的任务所主导，那么它的大脑将处于与正常状态截然不同的状态。 这种状态甚至可以让大脑休息而不进入深度睡眠，并提供一些相同的好处。 最近的证据 一贯的建议 短时间的运动可能有利于认知功能 类似的睡眠方式.
大自然的其他例子支持这个想法。 例如， 鸟睡得少得多 当他们不停地飞行时 很多天或迁移。 甚至有一些证据表明在人类中也有类似的效果，比如冥想与冥想之间的联系 减少对睡眠的需求。 我们不知道为什么发生这种情况，但可能是冥想与时间有效运行较慢的大脑状态有关。 轮子上的老鼠可能也是一样的。
关于为什么我们需要睡觉以及它如何影响我们的大脑，还有很多问题需要回答。 但是越来越清楚的是，我们无法理解睡眠的奥秘，而不了解当我们醒来时会发生什么。
关于作者
Vladyslav Vyazovskiy，神经科学副教授， 牛津大学
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