睡眠中瞳孔變化的驚人發現:揭開大腦活動的奧秘
瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究團隊發現,睡眠期間瞳孔的大小會不斷變化,這反映了大腦活動的波動。這項研究不僅顛覆了過去對睡眠中大腦活動的認知,更可能為診斷睡眠障礙和神經系統疾病提供新的線索。
當我們閉上眼睛進入夢鄉時,眼皮下的活動其實並未停歇。由Caroline Lustenberger、Sarah Meissner和Nicole Wenderoth領導的研究團隊,利用創新的技術觀察到,睡眠期間瞳孔的大小會不斷波動。這些變化有時在幾秒內發生,有時則持續數分鐘,顯示出大腦在睡眠中仍持續在不同程度的啟用狀態之間切換。
Lustenberger解釋,這些動態變化反映了「覺醒狀態」,也就是大腦中負責調節睡眠與清醒的區域的啟用程度。這項發現與過去認為睡眠中大腦活動低下的假設截然不同,反而證實了大腦即使在睡眠中,也持續處於高度動態的狀態。這項研究結果也與其他團隊在囓齒類動物中觀察到的「覺醒波動」現象相符。
研究團隊開發了一種新技術,利用特殊的黏著劑和透明膠帶,讓受試者在睡眠中保持眼睛睜開。令人意外的是,在黑暗的環境中,大多數人並未察覺自己的眼睛是睜開的,仍能順利入睡。透過分析資料,研究人員發現瞳孔的動態變化不僅與睡眠的不同階段有關,還與特定的大腦活動模式,如睡眠紡錘波和深度睡眠波,密切相關。
此外,研究也發現,大腦對聲音的反應強度會隨著啟用程度而變化,這同樣反映在瞳孔的大小上。雖然研究尚未證實大腦中的「藍斑核」是否直接控制瞳孔變化,但這項發現為未來的研究提供了重要方向。研究團隊計劃透過藥物影響藍斑核的活動,進一步探討其對瞳孔動態和睡眠功能的影響。
這項研究不僅增進了我們對睡眠中大腦活動的理解,更可能為睡眠障礙、創傷後壓力症候群,甚至阿茲海默症等疾病的診斷和治療提供新的線索。研究團隊希望未來能將這項技術應用於醫院,例如監測昏迷患者的覺醒狀態,或更精準地診斷睡眠障礙。
這項研究已發表於《自然通訊》期刊,為睡眠醫學和神經科學領域開闢了新的可能性。透過瞳孔這扇「大腦之窗」,我們或許能更深入地探索睡眠的奧秘,並為相關疾病的治療帶來突破性的進展。