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科学家们长期以来一直在试图解答一个基本的问题:我们为什么需要睡眠?
虽然过去的研究提出了多种理论,比如睡眠帮助清除大脑毒素、身体修复和恢复活力,
以及对记忆形成的重要性,但直至现在,我们对着一直以来的问题仍未完全了解。
最近,来自圣路易斯华盛顿大学的研究团队在这个领域取得了突破。
该团队的通讯作者基思·亨根(Keith Hengen)将大脑描述为一台生物计算机,他认为睡眠的核心作用在于恢复大脑达到最佳的计算状态。
亨根和他的同事拉尔夫·韦塞尔(Ralf Wessel)于2019年开始探究临界理论,并认为大脑不断地努力维持自身在一种临界状态。
临界假说源于物理学,描述了复杂系统在秩序与混乱之间的一个临界点,这个概念最早在20世纪80年代末被提出。
在大脑中,每个神经元都遵循基本规则,类似于物理学家的沙粒模型,其中神经雪崩代表信息处理的级联事件,显示出系统的最大复杂性。
大脑在达到这种临界点时处理信息的能力达到峰值。
在他们最新的研究中,研究团队测量了幼鼠在正常睡眠/觉醒周期中的视觉皮层中的神经元电生理反应。
他们发现,在睡眠后,神经雪崩的规模会呈现多样性,而在清醒期间,雪崩的规模逐渐减小,暗示大脑正在离开临界状态。
进一步的观察表明,通过追踪神经雪崩的模式,可以预测大鼠即将进入睡眠或清醒的状态。
综上所述,这项研究提供了证据支持睡眠有助于大脑恢复到临界状态,这种状态在清醒时会被逐渐破坏,而睡眠则是一种恢复机制。
这一发现不仅支持了睡眠的再生功能,而且为我们理解睡眠的根本目的提供了新的视角。
这项研究的成果发表在了《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上。
所以,睡觉的意义相当于是大脑在……
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