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我們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)海豚可以左右腦輪流休息，以便能時(shí)刻警惕著鯊魚(yú)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的人類(lèi)就比較幸運(yùn)，不需要面對(duì)那么危險(xiǎn)的環(huán)境，可以什么都不管，先睡一覺(jué)再說(shuō)。那么，大腦是怎么醒過(guò)來(lái)的？為什么有人睡得深、有的人睡得淺？

文 | 聞靜

(資料圖)

一個(gè)重要的大腦節(jié)點(diǎn)

“眼睛一閉、一睜，一天過(guò)去了”，這是正在看手機(jī)的你每天要經(jīng)歷的事情。許多時(shí)候我們可以控制自己什么時(shí)候入睡，比如熬夜看球、追劇、嗨歌、等著看升旗儀式，或者不為個(gè)什么事，手機(jī)刷著刷著就很晚了。但是，我們好像很難控制自己什么時(shí)候醒過(guò)來(lái)。

如果沒(méi)有進(jìn)入深度睡眠，人們很容易被夜里刮風(fēng)、打雷、下雨，或者旁邊人起身上廁所的動(dòng)靜吵醒。而即使睡眠再好的人，別人真有事找他，使勁搖他晃他，他也會(huì)醒過(guò)來(lái)。還有，即使定了鬧鈴，我們也不一定就剛好在鬧鈴響的時(shí)候醒過(guò)來(lái)，要是提前醒了會(huì)覺(jué)得好可惜。

大腦是如何喚醒我們，讓我們“開(kāi)機(jī)”的？為什么有的動(dòng)靜容易驚醒睡著的人？為什么有些人容易被驚醒？近日，清華大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊 Neuron 上發(fā)文，宣告了大腦的丘腦中存在一個(gè)一般性覺(jué)醒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和防御性覺(jué)醒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共享的重要節(jié)點(diǎn) —— 聽(tīng)覺(jué)丘腦的內(nèi)側(cè)部（the medial sector of the auditory thalamus, 簡(jiǎn)稱(chēng) ATm）。

與多個(gè)大腦結(jié)構(gòu)存在關(guān)聯(lián)

幾乎所有的哺乳動(dòng)物大腦的中央都有一個(gè)結(jié)構(gòu) —— 丘腦。丘腦與大腦皮層、皮層下腦區(qū)聯(lián)系密切，被認(rèn)為是大腦中負(fù)責(zé)信息上傳、下達(dá)的中樞腦區(qū)，在很多大腦功能中都發(fā)揮著重要的作用。

聽(tīng)覺(jué)丘腦中有一個(gè)負(fù)責(zé)初級(jí)聽(tīng)覺(jué)的結(jié)構(gòu) —— 內(nèi)側(cè)膝狀體腹側(cè)部（MGBv），以及一個(gè)負(fù)責(zé)初級(jí)聽(tīng)覺(jué)的結(jié)構(gòu) —— 內(nèi)側(cè)膝狀體背側(cè)部（MGBd）。而 ATm 是聽(tīng)覺(jué)丘腦的多模態(tài)聯(lián)合區(qū)，負(fù)責(zé)整合多模態(tài)的聽(tīng)覺(jué)信息（語(yǔ)音、聲音、音樂(lè)等）。

在過(guò)去的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn) ATm 除了可以接收多模態(tài)的信息，還可以與大腦多個(gè)腦區(qū)（包括負(fù)責(zé)覺(jué)醒、情緒、決策等內(nèi)在感受的大腦結(jié)構(gòu)，如下丘腦、杏仁核，以及皮層樞紐之一的顳葉聯(lián)合皮層區(qū) TeA）聯(lián)動(dòng)。

因此，科學(xué)家推測(cè) ATm 很可能是生物調(diào)節(jié)內(nèi)在感受的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。在新研究中，科學(xué)家就主要研究了聽(tīng)覺(jué)丘腦中的 ATm 和 MGBv。

科學(xué)家對(duì)分別出于清醒、慢波睡眠（又稱(chēng)正相睡眠或非快眼動(dòng)睡眠）和快速眼動(dòng)睡眠期時(shí)的小鼠進(jìn)行了觀察，記錄了它們 ATm 和 MGBv 中神經(jīng)細(xì)胞群體的活動(dòng)。結(jié)果顯示，只有 ATm 中的神經(jīng)細(xì)胞活動(dòng)與皮層激活是顯著相關(guān)的，并且其活動(dòng)水平的升高總是稍微早于睡眠-清醒轉(zhuǎn)換的時(shí)間點(diǎn)。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，ATm 與多個(gè)負(fù)責(zé)內(nèi)在感受的大腦結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，都在覺(jué)醒機(jī)制中都發(fā)揮了作用。

平衡覺(jué)醒與過(guò)度睡眠

在確定了 ATm 在喚醒機(jī)制中發(fā)揮作用之后，科學(xué)家又利用聲音、光等對(duì)睡眠中的小鼠進(jìn)行刺激，并測(cè)定了它們覺(jué)醒的概率。結(jié)果顯示，ATm 和 MGBv 中神經(jīng)細(xì)胞群體都會(huì)因?yàn)檫@些刺激而變得活躍，但是只有 ATm 中神經(jīng)細(xì)胞的響應(yīng)與小鼠覺(jué)醒的概率顯著相關(guān)。

另外，人為抑制 ATm 中神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)，聲音、光等刺激誘發(fā)的小鼠覺(jué)醒概率顯著降低了。

通過(guò)刺激 ATm 中的神經(jīng)細(xì)胞，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小鼠在這些細(xì)胞活躍的同時(shí)，出現(xiàn)了顯著的瞳孔放大，焦慮水平提高以及躲避行為的情況。這表明 ATm 中神經(jīng)細(xì)胞的活躍與防御性情緒有關(guān)。

另外，人為阻斷 ATm 中神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)遞質(zhì)釋放，會(huì)導(dǎo)致小鼠用于防御的回窩行為、逃跑行為等都消失了。

都說(shuō)休息好才能精神好，睡眠淺就像一種慢性病，會(huì)對(duì)人的健康產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響。但是，特殊情況下，我們是需要“驚醒”的，比如巨大的聲音往往意味著危險(xiǎn)；如果強(qiáng)烈的饑餓感都不能喚醒一個(gè)人，會(huì)導(dǎo)致低血糖等問(wèn)題。在一定情況下，大腦可以平衡這些情況，但如果超過(guò)了大腦的承受極限，就會(huì)引發(fā)睡眠障礙、感覺(jué)敏感性異常等問(wèn)題。

新研究發(fā)現(xiàn)了在一般性覺(jué)醒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和防御性覺(jué)醒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中都發(fā)揮作用的丘腦節(jié)點(diǎn)，并對(duì)相關(guān)作用機(jī)制也進(jìn)行了探索，為治愈特定神經(jīng)精神性疾病提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.07.007

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