我们睡觉时大脑在做什么？

参考消息网9月28日报道 美国趣味科学网站9月11日发表题为《人们睡觉时大脑中会发生什么？》的文章，作者是乔·费伦。全文摘编如下：
我们的大脑精巧复杂，有数十亿个神经元，直到我们25岁才发育完全，能产生大约25瓦的能量——足以照亮一个灯泡。
科学家不断了解有关大脑如何运转的新信息，但我们对这个令人难以置信的器官在睡眠时如何运转知道些什么？这完全是个谜吗？还是有一些我们确切掌握的情况？
首先，我们知道睡眠很重要。宾夕法尼亚大学神经学副教授戴维·雷曾通过电子邮件说：“我们仔细观察的地球上的每种动物都显示会睡觉——甚至包括果蝇、线虫和水母。因此，睡眠一定发挥着非常重要的作用，因此才在整个进化过程持续存在。”
研究发现，我们有三分之一的时间不是在睡觉就是在试图睡觉。这意味着，如果你活到76岁（根据美国疾病控制和预防中心的数据，2021年美国人的平均预期寿命为76岁），你很可能有大概25年用来睡觉。
雷曾说，当我们睡得不好或不够，“我们的机能就会很差”。他还说，哪怕一晚睡眠受到扰乱，思考和有效行动的能力也会受到明显影响。
他说：“由于缺觉造成的损失主要表现在大脑，我们认为大脑是人类受缺觉影响的主要器官。因此，睡眠对大脑功能的健康肯定非常重要。”
国家神经紊乱和中风研究所称，“睡眠分为两个基本类型：快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠”。它们都与特定类型的脑电波和神经元活动有关。非快速眼动睡眠发生在我们从清醒到睡着的时候，我们的脑电波会放慢。与此同时，肌肉开始放松，呼吸也变得比白天慢。
快速眼动睡眠时的脑电波活动水平与清醒时非常相似。研究发现，快速眼动睡眠占我们睡眠时间的20%至25%，那时我们的梦境往往最离奇、最难以置信。
国家神经紊乱和中风研究所说，快速眼动睡眠期间，丘脑（大脑中部的一大块灰质）会发送“填满梦境的图像、声音和其他感觉”。
约翰斯·霍普金斯大学医疗中心说，在快速眼动睡眠期间，神经传递素乙酰胆碱——一种在清醒时间激增的化学物质——也分泌旺盛。你醒着的时候，乙酰胆碱似乎能帮助大脑留存收集的信息，这多半有助于在睡觉时记住这些信息。这就是为什么在就寝前学习，然后“睡一晚”，可以帮助你第二天记住一些重要事实。
美国《科学》杂志2019年发表的一项研究发现，睡眠时，大脑甚至可以用脑脊液和血液的混合物进行自我洗涤。研究人员在一份声明中说，了解这种洗涤循环的性质有助于发现有关“与年龄有关的损伤”以及“经常与扰乱睡眠模式有关的各种神经和心理失调，包括自闭症和阿尔茨海默症”的新信息。
在我们睡着和清醒的时候，大脑会维持我们的生命。但雷曾说，有些事情大脑宁愿在我们睡着以后再做。
他说：“据观察，一些大脑过程优先出现在睡眠期间。包括人类生长激素的分泌、代谢废物的清除、新陈代谢的变化以及脑细胞（神经元）之间交流强度的变化。”
一份声明说，2017年发表在英国《自然·医学》杂志上的一项研究发现，“睡眠不足会干扰脑细胞相互交流的能力”，这“会导致暂时的思维遗失，从而影响记忆和视觉感知”。这项研究的主要作者、美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的住校教授伊扎克·弗里德博士指出：“身体缺乏睡眠也会剥夺神经元正常运转的能力。”
这一点得到国家神经紊乱和中风研究所的支持。该机构说：“高质量睡眠与食物和水一样对生存至关重要。没有睡眠，你就无法形成或维持大脑中让你学习并创造新记忆的通路，也难以集中注意力并迅速作出反应。”
尽管睡眠质量差显然与某些负面健康状态（比如2型糖尿病、心血管疾病、肥胖和抑郁）存在关联，但雷曾说，二者关系的性质仍然存在一些谜团。仅根据现有数据就得出定论并不明智。
他说：“人们观察到，很多健康问题都与睡眠不好或时间不够相关，但很难确定睡眠不好是否导致这些问题。例如，有可能是早期痴呆导致睡眠质量差，而不是相反。”
但是，睡眠并不都一样，对我们健康的影响也可能因情况而异。雷曾说，尽管各种研究显示，睡眠对保持人类健康发挥着非常必要的作用，并对维持完善的大脑功能至关重要，但仍有许多关于睡眠以及睡眠与大脑关系的问题尚未找到答案。
雷曾说：“除了围绕我们为什么要睡觉这个大问题以外，我们如何睡眠还存在许多谜团。睡眠的开始、维持和结束涉及哪些大脑中心？这其中涉及哪些大脑化学物质？大脑是如何从快速眼动睡眠转为非快速眼动睡眠的？”
雷曾说，解决这些谜题的唯一办法是科学家开展更多研究。