睡眠中的大脑思考什么?

我们三分之一的平均睡眠时间。但大脑在这些长时间做什么?使用一个人工智能方法能够解码大脑活动在睡眠中,日内瓦大学的科学家(UNIGE),瑞士,能够看到我们思考当我们睡着了。通过功能性磁共振成像(fMRI)和脑电图(EEG),日内瓦团队提供前所未有的证据表明工作的整理白天成千上万的信息处理发生在深度睡眠。的确,在这个时候,大脑,不再接收外部的刺激,可以评估这些所有的记忆只为了留住最有用的。要做到这一点,它建立了一个内部不同地区之间的对话。此外,将奖励与一个特定的信息鼓励大脑长期记忆。这些结果,发现在《自然通讯》杂志上,首次打开一个窗口在人类大脑睡眠。

没有翻译的工具的大脑活动,我们睡觉的想法的内容仍然无法访问。然而我们知道,睡眠过程中起着重要作用记忆巩固和情绪管理:当我们睡觉时,我们的大脑激活记忆痕迹了白天,帮助我们调节我们的情绪。”在睡眠中找出哪些脑区被激活,并解释如何将这些区域让我们巩固我们的记忆,我们开发了一个解码器能够破译大脑的活动在深度睡眠和对应”,解释了小薇吉妮Sterpenich,研究人员在实验室里的苏菲施瓦茨的基本神经科学教授UNIGE医学院,和这项研究的首席研究员。“准确的说,我们希望看到积极的情感在多大程度上在这一过程中发挥作用。”

深度睡眠时,海马体——颞叶的结构存储临时近期事件的痕迹——发送到大脑皮层的信息存储在白天。建立对话可以让记忆的巩固替代了白天的事件,因此加强神经元之间的联系。

结合核磁共振,脑电图和人工智能

进行他们的实验中,科学家们把志愿者在核磁共振在傍晚他们玩两个游戏——类似的面部识别游戏“猜猜谁?”,一个3 d迷宫的出口必须找到。这些游戏被选中是因为他们激活不同的大脑区域,因此更容易区分的MRI图像。此外,奥运会是操纵没有志愿者的知识,因此只有一个能够赢得两场比赛(一半的志愿者,另一半赢了第二个),所以,大脑会把游戏赢得了与积极的情绪。

志愿者然后睡在核磁共振成像为一个或两个小时-睡眠周期的长度,记录他们的大脑活动。“我们结合脑电图,衡量睡眠状态和功能性磁共振成像,以每两秒大脑活动的照片,然后用“神经解码器”确定大脑活动观察比赛期间再次出现在睡眠中自发”,索菲娅施瓦兹解释道。

即使睡着了,大脑喜欢奖励

通过比较清醒和睡眠阶段的核磁共振扫描,科学家观察到深度睡眠时,大脑激活模式非常类似记录在游戏阶段。”,很显然,大脑仿佛重新激活的游戏赢得了比赛,而不是失去了清醒时使用的区域。当你睡觉时,大脑活动的变化。渐渐地,我们志愿者又开始“认为”这两个游戏,然后几乎完全的游戏时,他们赢得了进入深度睡眠”小薇吉妮Sterpenich。

两天后,志愿者进行记忆测试:承认所有的面孔在游戏中,一方面,和找到迷宫的起点,另一方面。在这里,更多的游戏相关的大脑区域被激活在睡眠期间,更好的是记忆的表现。因此,内存相关的奖励在睡眠中自发地重新激活时高。与这项工作,日内瓦团队打开了一个新的视角研究睡眠中的大脑和令人难以置信的工作每天晚上。

参考:Sterpenich V, van Schie MKM, Catsiyannis M, et al .奖励偏见自发神经活化在睡眠中。Nat Commun。2021;12 (1):4162。doi:10.1038 / s41467 - 021 - 24357 - 5

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