
或许有一天,人们在工作的同时也能获得睡眠的益处。图片来源:Walters Digital UG/Alamy
有朝一日,我们或许无需闭上双眼就能获得睡眠带来的一些好处。一项6月8日发表于《自然-神经科学》的研究发现,刺激清醒小鼠的特定大脑活动,能产生与深度睡眠相似的效果,包括增强记忆力。
“至少在理论上,我们可以在人类身上复制这些结果。”英国牛津大学的Vladyslav Vyazovskiy表示,“探索在人类清醒时进行人工诱导能否产生一种神清气爽、精力充沛的主观感受,将是一件非常有趣的事。”
睡眠被视为大脑维持大部分功能的重要途径,包括突触稳态,即大脑对白天形成的数千个新神经连接进行清理的过程——保留重要的连接,并削弱或切断那些不太必要的连接。
在非快速眼动(NREM)睡眠期间(占成年人睡眠时间的80%),大脑皮层会以相同的时间间隔反复发出信号,然后关闭这些神经元,这种模式被称为慢波睡眠活动。“这已被证实与突触稳态有关,可能是睡眠恢复功能背后的关键机制。”美国威斯康星大学麦迪逊分校的Chiara Cirelli说。
Cirelli和同事想知道,能否在个体仍保持清醒的状态下,诱导大脑皮层的一小部分进入这种深度睡眠状态。有些动物天生就能做到这一点,例如海豚、鸭子和海豹,它们的大脑能够一半进入NREM状态,另一半仍保持警觉,时刻防备捕食者。
为验证能否诱导出类似状态,研究人员对小鼠进行了基因改造,使其神经元活动可通过光照来关闭。他们将一枚探针植入小鼠大脑的一侧,并通过让小鼠探索新事物使其保持5个小时的清醒。在这段时间结束时,研究人员将光探针反复开启和关闭了30分钟,以模拟NREM睡眠。
随后,当小鼠被允许入睡时,大脑记录显示,受刺激的大脑一侧并未出现通常由睡眠剥夺引起的疲劳迹象。“因为大脑的这一部分在清醒时已完成了清理工作,所以不再需要额外的深度睡眠。”Cirelli说。
接下来,研究人员想知道在清醒状态下强制诱导睡眠能否增强记忆力。于是,他们将小鼠放入一个方形箱中,箱子两侧铺有质地相同的地毯。小鼠在箱内探索15分钟后被分为3组:睡眠组、睡眠剥夺1小时组,以及睡眠剥夺1小时但接受人工深度睡眠刺激组。
第二天,这些小鼠被再次放回箱子中,但箱子一侧换了新质地的地毯。小鼠天生对新事物充满好奇,因此研究人员通过它们在新环境一侧停留的时间长短,衡量了小鼠对旧环境的记忆程度。研究发现,那些未接受刺激的睡眠剥夺组小鼠似乎难以区分新旧两侧,而睡眠组和接受刺激的睡眠剥夺组小鼠则在新的一侧停留了更长时间。
研究团队下一步想探索通过经颅电刺激以非侵入性方式诱导这种大脑活动,能否在人体内产生类似的效果。不过,Vyazovskiy强调,睡眠可能永远无法被完全替代。“睡眠分为两种——NREM睡眠和快速眼动睡眠。我们至今仍不清楚,这两种状态的交替是如何形成完整睡眠的。”(文乐乐)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41593-026-02318-9
《中国科学报》 (2026-06-11 第2版 国际)