永不消失的腦電波

袁越

人在睡覺的時候是沒有主觀意識的，但大家千萬別以為這時候腦細胞也都休息了，它們忙著呢！尤其是在“快速眼動”（REM）階段，腦細胞更是異常活躍。如果處在這一階段的人突然被叫醒，一定會報告說自己正在做夢，所有情節都記憶猶新。

有意思的是，處在REM階段的人雖然眼球會亂動，但全身大部分骨骼肌卻都處于癱瘓狀態，完全不聽大腦的指揮。人類之所以進化出這種機制，主要目的是為了保護自己。想想看，如果此時骨骼肌仍然可以動，萬一哪根神經搭錯了，命令雙腿胡踢亂蹬，很容易傷到自己。

通常情況下，當一個人從REM階段蘇醒過來時，骨骼肌的癱瘓狀態就會立即被解除。但是，如果兩者沒有配合好，比如突然被某個特別可怕的噩夢驚醒，骨骼肌還來不及恢復，這個人就會進入“睡眠癱瘓”（Sleep Paralysis）狀態。此時他的意識是清醒的，但全身肌肉卻不聽使喚，仿佛身體被某個巨大的妖怪壓住了，動彈不得，這就是傳說中的“鬼壓床”。

研究顯示，大約有40%的人一生中至少會經歷一次“鬼壓床”，說明這是個相當普遍的現象。超過一半的“鬼壓床”是被噩夢驚醒的，好在這種感覺非常短暫，肌肉的癱瘓狀態往往只維持幾秒鐘就會被解除，問題不大。但是，如果我們的祖先在野外睡覺時遇到危險，肌肉卻不聽使喚，那可就麻煩了。所以人類進化出了一種特殊的睡眠機制，每隔大約5分鐘就會醒一次，每次最多幾秒鐘就會再次入睡。這樣算下來，我們每天晚上都會醒100多次，不過這不是真的醒來，只能算是“微覺醒”（Arousals），第二天早上肯定都忘了，也不會對睡眠質量造成任何負面影響。

問題在于，到底是什么機制導致了“微覺醒”呢？以色列巴爾-伊蘭大學（Bar-Ilan University）的物理學家羅尼·巴徹（Ronny Bartsch）博士提出了一個假說，認為這是由神經元放電的同步性所導致的。

原來，大腦中有一組神經元專門負責維持睡眠狀態，科學家們稱之為“促眠神經元”（Sleep-promoting Neurons）。與之對應的是另一組“促醒神經元”（Wake-promoting Neurons），負責將大腦從睡眠中喚醒。人在睡眠過程中肯定是前者占上風，但后者也沒有徹底休息，而是仍然在緩慢地無規則放電，這就是腦電波圖上顯示的“白噪聲”，類似于收音機沒調準臺時的狀態。但是，這些神經元的放電頻率偶爾也會同步一次，這就是腦電波圖上有規律地出現的波峰。此時“促醒神經元”的強度暫時超越了“促眠神經元”，大腦就醒來了，但因為“促眠神經元”的整體力量要強大得多，所以很快就又入睡了。

已知“白噪聲”的強度和神經元的溫度有關，溫度越高強度越低，神經元同步放電的出現頻率也就越低。巴徹博士設計了一個巧妙的實驗，證明隨著溫度的升高，“微覺醒”的頻率會相應地下降，這就間接證實了他提出的上述假說。

巴徹博士將研究結果寫成論文，發表在2018年4月25日出版的《科學進展》（Science Advances）雜志上。巴徹認為這個結果有助于減少“嬰兒猝死綜合征”（Sudden Infant Death Syndrome）的發病率，這種病在不滿一歲的嬰兒當中相當常見，巴徹認為原因就是此時的嬰兒尚不具備調節體溫的能力，如果環境溫度太高，或者因為某種原因導致散熱效率太低（比如包裹得太嚴實或者臥睡），就有可能導致嬰兒腦部溫度上升，從而降低“微覺醒”的頻率。

對于嬰兒來說，“微覺醒”是非常重要的自我保護機制，可以讓嬰兒經常性地主動調整睡姿，減少窒息的可能性。當然了，導致嬰兒猝死的原因很復雜，上述理論很可能只是其中之一。