健康的睡眠与内在唤起激活的地震脑波爆发有关

研究发现,大脑中类似地震的内在刺激爆发对睡眠和睡眠阶段的转变至关重要

研究发现,健康的睡眠与数学上模拟地震的脑电波爆发有关。资料来源:Ivanov等人。

研究发现,健康的睡眠与数学上模拟地震的脑电波爆发有关。

对大鼠的新研究表明,睡眠期间的皮质觉醒和短暂觉醒表现出非平衡动态和时间尺度上的复杂组织,这对睡眠阶段的自发转变和保持健康睡眠是必要的。波士顿大学的Plamen Ch. Ivanov教授及其同事展示这些发现PLOS计算生物学yabo124

睡眠传统上被认为是一种抵抗偏离均衡的稳态过程。在这方面,醒来的简要剧集被视为扰动,导致睡眠碎片和相关睡眠障碍。虽然解决了与综合睡眠和唤醒以及睡眠唤醒周期相关的睡眠调节的方面,但稳态范式并未考虑到整个夜晚睡眠阶段的数十个突然睡眠阶段过渡和微州。Ivanov和同事假设,虽然睡眠确实在时间尺度的时刻和天的稳定性,但在较短的时间尺度下,睡眠微架的非平衡动力学和关键性。

为了验证这一假说,研究人员收集了正常大鼠和面部旁区(帮助调节睡眠的大脑区域)受损大鼠几天的大脑活动脑电图(EEG)记录。他们分析了被称为θ波和δ波的大脑活动模式的爆发动力学,这两种模式在睡眠的老鼠和人类中都存在。

他们的实验结果和模型表明,睡眠唤醒是一种内在的非平衡睡眠调节机制的表现,与神经元集合的自组织有关。这种机制以秒和分钟为时间尺度,通过脑电波节奏的连续爆发保持正常运行。

该研究还表明,维持非平衡临界状态对于睡眠调节系统的灵活性是在整个睡眠期间自发激活多次转变的灵活性,并且在整个睡眠期间睡眠之间的睡眠和短暂醒来。对于复杂的睡眠微架构来说,这种临界状态也是必需的,这些睡眠微架构越来越被认为是健康睡眠的特征。观察到的睡眠中的关键行为将相似之处绘制到其他非平衡系统,如临界,如地震。

伊万诺夫说:“矛盾的是,我们发现健康睡眠的‘休息’状态是通过皮质节律活动的爆发来维持的,这种活动与地震类似,遵循类似的时间组织、统计和数学规律。”“我们的发现为更好地理解睡眠提供了基础,也有助于提高对睡眠障碍的检测和治疗。”

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参考文献:2019年11月14日吉林W. J. L. Wang, Fabrizio Lombardi, Xiyun Zhang, Christelle Anaclet和Plamen Ch. IvanovPLOS计算生物学yabo124
DOI:10.1371 / journal.pcbi.1007268

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