丘脑是位于大脑中央的深部结构,负责收集并传递来自大脑多个区域的信号。它如同感知与注意力的“闸门”,目前学界认为其在维持意识状态方面发挥着关键作用。
德国慕尼黑大学心理学系教授Tobias Staudigl带领团队,与该校神经病学系的Elisabeth Kaufmann合作,在人类丘脑内发现了一种此前未知的快速神经活动模式。5月27日,这项研究发表于《自然—人类行为》期刊。
论文配图。图源:《自然—人类行为》
这种20至45赫兹的高频振荡活动,仅出现在清醒状态与快速眼动睡眠阶段。快速眼动睡眠期会伴随眼球快速运动,也是梦境频发的阶段。而在非快速眼动睡眠阶段,眼球停止转动,意识水平大幅降低,该高频振荡完全消失,此时大脑活动以低频振荡为主。
本次研究的观察对象为接受脑深部电刺激疗法的癫痫患者。该疗法需在患者丘脑内植入电极,用以减少癫痫发作。
从科研角度而言,这一情况提供了难得的契机,可直接记录人类丘脑的神经活动。使用常规的头皮脑电图等手段,很难捕捉到大脑深部结构的神经活动。
研究人员结合丘脑中央区的局部场电位直接记录数据、头皮脑电图检测结果、眼球运动分析以及每位受试者的睡眠周期分类数据开展研究,得以精准追踪受试者处于清醒状态或不同睡眠阶段时,丘脑振荡节律的变化规律。
论文第一作者Aditya Chowdhury博士表示:“研究结果证实,丘脑中央区对大脑状态调节具有重要作用。结合现有研究来看,这一深藏于大脑内部的微小结构,能够主动影响人体的意识状态。”
“这类特征性节律与特定状态存在稳定对应关系,有望成为可量化的意识状态生物学标识。”Staudigl说。
从临床角度来看,深入解析丘脑内发现的这一电信号也具备重要价值。该信号可用于优化现有治疗方案,长远来看,还有望为其他神经系统疾病开辟全新治疗思路。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41562-026-02446-z
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