你的大脑是如何从睡眠中醒来的?
升起,闪耀!
JGI/Jamie Grill via Getty Images

当你睡着时,你似乎与世隔绝。但当你醒来时,瞬间就能精神抖擞,行动自如。大脑是如何启动意识的呢?这个问题一直困扰着科学家。 数百年 ——并且仍在继续这样做。

虽然科学家们还没有找到完整的答案,但他们通过研究人们在睡眠和清醒状态转换时的大脑活动,正在寻找线索。

窥探活体大脑内部

科学家研究大脑活动的一种方法是使用一种叫做脑电图(EEG)的工具。脑电图测量来自数千个被称为神经元的脑细胞的电信号。受试者会戴上一顶看起来有点奇怪的帽子,帽子连接到一台电脑上。整个过程完全不痛。他们大脑中的电活动会以波浪线的形式显示在屏幕上。

脑电波会讲述一个故事。(你的大脑是如何从睡眠中醒来的?)
脑电波会讲述故事。
William Taufic/The Image Bank via Getty Images

你可能认为睡眠时大脑处于关闭或休息状态,但实际上它一直在经历剧烈的活动,即使你没有意识到这一点。你会经历四个不同的睡眠阶段,每个阶段在脑电图上都会呈现出不同的模式。


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睡眠的一个阶段,称为快速眼动睡眠(REM睡眠),通常是做梦的阶段。梦境很奇妙,因为你会感觉自己好像有意识,但这种意识状态与清醒时并不相同。

事实证明,每个睡眠阶段都与大脑中不同的化学物质模式相关。这些物质被称为神经化学物质,是脑细胞相互沟通的方式。

科学家目前所知

大脑中负责唤醒你的一个主要系统叫做网状激活系统(RAS)。RAS位于大脑中,就在脊柱上方。它大约两英寸长,铅笔粗细。RAS的作用就像…… 大脑的守门人或过滤器确保它无需处理超出其处理能力的信息量。

网状激活系统(RAS)能够感知重要信息,并产生神经化学物质来唤醒大脑的其他部分。它还能让你一整天保持清醒。

如果你半夜想上厕所,网状激活系统(RAS)会感知到你身体发出的这个信号, 拨动开关唤醒你的大脑 就像开关一样。来自体外的信号,例如闹钟声或父母叫醒你的声音,也能激活你的网状激活系统(RAS)。

一旦网状激活系统(RAS)启动,你的整个大脑和身体需要一些时间才能完全清醒过来。这是因为清除大脑中所有“困倦”的神经化学物质需要几分钟时间,这就是为什么闹钟叫醒你时你可能会感到昏昏沉沉的原因。

有时你的大脑需要一些时间才能苏醒。(大脑是如何从睡眠中苏醒的?)
有时你的大脑反应比较慢。
Mypurgatoryyears/E+ via Getty Images

但为什么有些日子你会感觉昏昏沉沉,而有些日子却不会呢?当你的大脑处于睡眠状态时,它会在深睡眠和浅睡眠之间切换。如果你的闹钟在深睡眠阶段响起,那么大脑所有部分需要更长时间才能完全清醒过来。你可以使用 用于追踪你所处睡眠阶段的技术 然后在睡眠较浅的时候叫醒你,这样你醒来后会感觉神清气爽。

仍有待解开的谜团

关于醒来这件事,我们还有很多需要了解。虽然你一生中大约有三分之一的时间都在睡觉,但科学家们还没有完全了解睡眠的目的。

他们确实知道睡眠对健康至关重要,尤其对大脑和身体仍在发育的儿童而言更是如此。睡眠可以恢复你的精力。 免疫系统改善你的 记忆 并支持您 心理健康你可能会感到惊讶。 医生建议睡多少小时 适用于婴儿、儿童和成人。

尽管科学家已经找到了一些线索,但大脑如何以及为何产生意识的谜题仍然未解。正因如此,未来需要充满好奇心的科学家——或许其中就包括你。

关于作者

希拉里·A·马鲁萨克,精神病学和行为神经科学助理教授 韦恩州立大学 和 Aneesh Hehr,医学生, 韦恩州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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