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人进入睡眠过程中 身体会发生哪些变化?

发表于 2014-12-1 21:40:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
美国马萨诸塞州总医院(MGH)的调查人员研发了一种可以精确追踪进入睡眠的动态过程的系统,在此之前利用现有技术还无法实现这一点。在发表在10月的期刊《公共科学图书馆·计算生物学》上的最新研究里,研究小组描述了如何将关键的生理学测量与不会干扰睡眠开始的行为任务相结合,从而提供了进入睡眠的渐进过程的更详尽信息。这一系统不仅可以作为未来研究的强大工具,还能够提供有关诊断和理解睡眠紊乱问题的宝贵见解。

“我们的个人经历告诉我们进入睡眠是个渐进的过程,目前的临床方法只能定义一个人睡着了的单一时间点,” 研究首席作者、马萨诸塞州总医院麻醉科、重症监护和疼痛管理科的迈克尔·普瑞诺(Michael Prerau)博士这样说道。“我们的最新研究显示何时睡着固然重要,但更重要的是如何睡着的过程。现在我们能够追踪,随着你从清醒过渡到睡着的过程,你的整个神经学、生理学和行为活动过程,而非仅仅是研究你入睡所需要的时间。”

在这项研究里,调查人员描述了他们研发的一种可以持续估计个体在睡眠开始的过程中每一个时间点个体清醒的程度。“这是我们研究睡眠开始的方式的一个典范转移,” 研究高级作者、马萨诸塞州总医院麻醉科、重症监护和疼痛管理科的帕特里克·普顿(Patrick Purdon)博士这样表示。“通过量化从清醒到睡眠过渡过程中大脑活动和行为的动态变化,我们现在拥有了一个可以研究睡眠紊乱,例如失眠症和嗜眠发作的严谨的框架。”

通过将大脑活动的变化与睡眠开始时意识性的丢失相联系,调研人员研发了一种可以追踪个体逐渐睡着过程中对个体行为破坏性最小的新方法。之前的方法所使用的任务或者是要求参与者对听觉线索做出反应——这可能会打扰被试者进入睡眠,或者是使用体动记录仪——它是被大多数临床睡眠设备和消费者可穿戴设备用于测量移动的方法,这种方法无法将睡着和静止不动的清醒状态区分开来。为了避免这些问题,调查人员提出了一种独创性的新行为任务,能够在不打扰睡眠的前提下精确测量。

除了对声音做出反应,被试者手中还握着一个小型的橡胶“压力球”,他们被要求在每一次吸气时挤压这个压力球,而在呼气时释放这一压力球。被试者手上戴的手套和前臂上安装的电极可以测量每一次挤压的时间和力度。通过这种方式,被试者的每一次呼吸都作为刺激物,而挤压行为成为行为反应。追踪压力球被挤压的方式和个体呼吸之间是如何保持一致的反映了一个渐进过程,也即越来越多的挤压行为不合时宜或者直接消失。测量前臂肌肉所施加的力也反映了睡眠开始时挤压运动的强度是如何逐渐下降的。

在进行挤压小球测量的同时,脑电图描记器(EEG)也被用于追踪三项脑电波样式——之前的研究显示它们与进入睡眠有关:阿尔法频率范围强度的下降,以及德尔塔和塞塔脑电波频率的增加。所有这些测量的结合——挤压球的时间和强度以及脑电波水平的改变——被用于计算调查人员所谓的清醒可能性,一种对被试者在睡眠开始的过程中清醒程度的估计。

对健康被试者连续进行几晚上的测量不仅提供了比传统测定睡眠方法更精确的结果,还揭示了不同个体睡眠开始的方式的差异。目前的临床标准定义当一个人阿尔法范围的脑电波开始消失时,睡眠便开始了。虽然9名被试者中有7名符合这一模式,但另外两名被试者在阿尔法脑电波水平已经下降后数分钟仍能够准时挤压小球。只有在德尔塔和塞塔脑电波频率都上升时,行为和生理学测量才都暗示了被试者已经睡着。

“被试者持续的对行为任务做出反应,尽管目前的临床测量表明他们已经睡着,但很明显事实并非如此,” 普瑞诺说道。“这些结果表明德尔塔和塞塔脑电波频率的存在,而非阿尔法频率的缺失,才是行为停止的必要条件。我们可能需要重新调查定义睡眠开始的方式,因为行为是这一问题的一个至关重要的组成部分,而它尚未被临床测试过。”

通过定义健康个体进入睡眠过程的特征,普瑞诺和普顿认为这项研究最终将提供有睡眠困难的病人所面临的问题的新见解,从而导致更好的理解和诊断睡眠紊乱疾病,并更精确的测量睡眠药物的效用。这一方法还可以用于追踪某些警惕性至关重要的情景里的睡意状况。
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