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研究人员发现人类婴儿的大脑和身体在新的睡眠阶段很活跃

人类婴儿在睡觉时所做的甚至比我们想象的还要多。爱荷华大学研究人员的一项新研究为婴儿睡眠时大脑和身体之间发生的协调提供了进一步的见解。

爱荷华州的研究人员多年来一直在研究婴儿在 REM 睡眠期间的抽搐运动,以及这些抽搐如何影响婴儿协调身体运动的能力。在这项研究中,科学家们报告说,从大约三个月大的时候开始,婴儿在睡眠的第二个主要阶段(称为安静睡眠)中的抽搐明显增加。

“这是完全令人惊讶的,据我们所知,这是人类和人类婴儿独有的,”马克·布隆伯格说,他是 F. Wendell Miller 教授兼心理和脑科学系主任,也是该研究的作者之一。“根据我们多年来对小老鼠的观察以及科学文献中的资料,我们看到了一些我们无法解释的事情。”

研究人员记录了 22 名睡眠中的婴儿,年龄从一周到七个月不等,以及他们的抽搐。起初,科学家们只关注与 REM 睡眠同时发生的抽搐,这与他们之前对其他哺乳动物的 REM 睡眠相关抽搐的研究一致。

但令人惊讶的是:研究人员注意到婴儿在快速眼动睡眠之外也会抽搐四肢。

“抽搐看起来完全一样,”爱荷华州心理和脑科学系的研究科学家、该研究的主要作者 Greta Sokoloff 说。“我们没想到在安静的睡眠期间会出现抽搐——毕竟,安静的睡眠得名是因为人类和其他动物在这种状态下通常不会移动。”

因为研究人员正在记录熟睡婴儿的脑电波,他们能够研究与抽搐相关的大脑活动。正如预期的那样,他们注意到,在安静的睡眠期间,婴儿大约每 10 秒产生一次大的大脑振荡——称为睡眠纺锤波。

睡眠纺锤波为大脑与其运动系统的协调提供了一个窗口。研究人员发现,婴儿受试者的睡眠纺锤波率从大约 3 个月到 7 个月大的时候开始增加,并且集中在感觉运动带,皮层在那里处理感觉和运动信息。一旦研究人员发现睡眠纺锤波和抽搐是同步的,这些关于睡眠纺锤波的事实就特别重要。

“睡眠纺锤体与学习和记忆有着广泛的联系,”索科洛夫说。“所以我们的研究结果向我们表明,婴儿正在做的是通过在我们之前认为由行为沉默定义的睡眠期间抽搐来了解他们的身体。”

这一发现为研究婴儿睡着时发生的脑-身交流开辟了一条全新的途径。

“我们的发现可能反映了皮层对运动控制的重要贡献,”布隆伯格说。“婴儿必须将大脑与身体整合起来,才能让系统建立起来并正常工作。这在出生时并不是所有的连接。出生后必须发生很多发展。我们认为我们看到的是一个新的大脑和身体不同部位之间的整合模式。”

研究人员指出,这项研究的样本量很小,尤其是在年龄较小的情况下,而且婴儿在白天的睡眠时间很短。他们计划招募更多婴儿,研究他们白天和晚上的睡眠情况,以证实这一发现。

这项名为“人类婴儿在安静睡眠期间出生后出现的抽搐与睡眠纺锤波同步”的研究于 6 月 10 日在线发表在《当代生物学》杂志上。

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