睡午觉和不睡午觉,对大脑的影响有多大?每天午睡多久就有影响?答案让人惊讶

摘要:事实上,一些研究结果也印证了这一现象,比如有试验让部分志愿者参与短暂的日间小睡,结果发现他们在处理各种感官相关的认知任务时,表现要比那些没有小睡的人明显更好,并且日间小睡通常与非快速眼动期(NREM)密切相关。

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睡眠是每日必不可少的活动,睡眠时间不足不仅会使个体精神萎靡,还会导致大脑处理任务的效率下降,认知行为出现衰退,大脑感觉就像“宕机”了一样。

但是你可能曾发现,当自己昏昏沉沉时,只要在中午经历短暂的小憩,醒来后大脑的表现就能有着明显改善。

事实上,一些研究结果也印证了这一现象,比如有试验让部分志愿者参与短暂的日间小睡,结果发现他们在处理各种感官相关的认知任务时,表现要比那些没有小睡的人明显更好,并且日间小睡通常与非快速眼动期(NREM)密切相关。

图片来源: 123RF

在一个完整的睡眠周期里,NREM和快速眼动期(REM)会交替出现,而在NREM中又有约一半的时间为浅睡眠阶段,午睡常常就是这类浅睡眠。

在新一期《科学》杂志的一篇论文中,美国莱斯大学和威尔康奈尔医学院的研究人员借助猕猴模型发现,30分钟的短暂睡眠就能显著改善个体的认知行为。

在睡眠期间,神经元之间的放电活动趋于同步,清醒之后这种同步模式会迅速改变,变为相对独立放电。这种模式的迅速转变与睡眠后的认知能力提升具有密切联系。

研究中,作者重点关注了三个皮层区域,包括视觉皮层V1和V4区,以及背外侧前额叶皮层,这些脑区积极参与了视觉处理和执行功能任务等相关活动。为了模拟人类的短暂睡眠,作者会让猕猴处于头部固定且身体受限的状态,论文指出这种条件能更好地训练它们经历30分钟的短暂睡眠状态,且不足以产生一个完整的睡眠周期。

为了确认猕猴真实地入睡而不是假寐,作者额外使用了多导睡眠监测(Polysomnography)对它们的大脑和肌肉活动进行了观察,同时借助人工智能对视频进行分析来判断它们的睁眼或闭眼状态,下巴是否松弛。在这种背景下,作者记录了猕猴的神经尖峰活动,并确定哪些个体产生了NREM。随着睡眠状态发生,作者观察到猕猴大脑中低频率的delta波活动(0.5Hz~4Hz)开始增加。

▲30分钟的睡眠可以改变个体的神经活动(图片来源:参考资料[1])

30分钟睡眠结束后,猕猴会被指派进行一系列的视觉处理任务,比如分辨前后闪过的图片是否为同一张,这些图片除了出现时间上有间隔,还会经过一定角度旋转来提升难度。与一直清醒的个体相比,30分钟短暂睡眠可以极大地提升视觉分析和角度区分的表现,并且任务难度越大这种优势就越明显。

而在神经活动方面,短暂睡眠可以明显改变神经元活动模式。与对照组相比,进入睡眠状态后神经元的同步性活动提升了57.1%,这种同步性会在清醒之后降低,并且神经元的信息编码精度,放电频率会得到提升。而对照组的神经元活动在整个实验期间没有明显变化。作者认为这种神经元同步性和非同步性的转变,是认知行为得到提升的关键。

作者发现除了真实地进行短暂睡眠,还可以通过电刺激来“欺骗”大脑,比如在视觉皮层使用4Hz的电刺激,也可以使大脑产生NREM中见到的低频delta波,同时猕猴也会获得与睡眠带来的认知改善。这表明通过模拟午睡的神经活动,就足以对认知功能产生积极影响,这种策略或许可以帮助那些认知受损的患者。但对于普通人来说并没有这么麻烦,想要获得这些好处,只需要在中午小睡30分钟就够了。

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参考资料:

[1] NREM sleep improves behavioral performance by desynchronizing cortical circuits. Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr3339

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来源:健康归我管

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