為什麼跑步會讓你夜不能寐

您可能聽過人們說他們喜歡跑步,因為跑步可以讓他們放鬆下來。 也許你自己也有這樣的感覺。 出色地 最近對小鼠的研究 表明這實際上可能有科學依據,因為當你執行簡單的重複動作時,大腦活動確實會減少。 更重要的是,雖然跑步可能會讓你的身體疲憊不堪,但這樣的鍛煉實際上可能會減少你的大腦對睡眠的需求。

清醒和睡眠並不是兩種相互排斥、統一的狀態。 有時你可以 睡得更沉 或者比其他人更清醒,以及兩者之間的界限 可以模糊。 當您在正常就寢時間之外保持清醒時,您的正常行為(例如對意外事件快速反應的能力)就會惡化。 我們不知道具體原因,但可能是你大腦的某些部分 去睡覺 即使你在技術上是清醒的。 但只要有正確的動機,我們也可以強迫自己保持清醒,甚至暫時恢復表現。

我們需要睡眠多長時間或可以保持清醒在某種程度上取決於 在我們的基因上,但 有證據表明 它們也會受到我們醒著時所做的活動的影響。 令人驚訝的是,我們仍然不知道清醒時是什麼給我們的身體帶來睡眠壓力,但科學家經常將其稱為 “進程S”。 就像沙漏一樣,過程 S 的水平表明我們醒著或睡著的時間有多長,以及我們在任何特定時刻入睡或醒來的可能性有多大。

最近的證據表明 睡眠不是由整個大腦發起的,而是由清醒時使用較多的局部神經元網絡發起的。 我和我的同事想知道大腦中負責某些行為的部分是否比其他部分對我們保持清醒的能力有更大的影響。

和老鼠一起熬夜

為了驗證這一理論,我們利用了老鼠的一種眾所周知的傾向 自發地在輪子上奔跑,有時每晚都會行駛數公里。 當老鼠這樣奔跑時,它們會花費相當多的錢 更多的時間保持清醒,好像他們的睡眠需求正在以較慢的速度累積,或者好像有什麼東西壓倒了它。 為了闡明這個神秘的過程,我們準確地研究了自發奔跑的小鼠大腦中發生的情況。


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在我們的研究中,我們記錄了每隻小鼠在輪子上奔跑時新皮質(大腦的外層)中各個神經細胞的電活動。 通常,當小鼠(或人類)清醒且活躍時,神經元會高速放電。 這是因為大腦必須監視周圍環境、協調運動並立即做出決定。 這種持續的大腦活動需要大量的能量—— 估計佔所有能源的20% 被身體使用。

令人驚訝的是,我們發現當小鼠高速奔跑時,它們的一些神經元完全停止放電。 新皮質運動和感覺區域的整體大腦活動平均減少至少 30%。 矛盾的是,這表明,總體而言,活躍的身體行為和劇烈的運動並不一定需要更活躍的大腦。

我們還注意到,當動物進行許多不同的行為時,它們的神經元會以各種不同的方式激增,從緩慢放電到快速放電。 但在單調的跑步過程中,神經尖峰變得更加一致。 這表明跑步不僅與整體活動減少有關,而且與更穩定、更均勻的大腦狀態的出現有關。

我們的下一個問題是,這是否會對長時間清醒期間的整體大腦活動產生影響。 以往的研究 研究表明,你保持清醒的時間越長,你的大腦就會變得越興奮(你的神經元就越有可能放電)。 我們發現,小鼠的神經元平均在入睡前比醒來後不久(即早幾個小時)產生更多的尖峰。 但如果小鼠花大量時間跑步,這種峰值的增加就不會發生。 這表明,如果神經元不被使用,它們就不會變得更加興奮。

跑步的心態

根據這些觀察,我們得出的結論是,如果老鼠的一天主要由需要重複或有節奏的運動(例如跑步)的任務主導,那麼它的大腦將處於與正常狀態根本不同的狀態。 這種狀態甚至可以讓大腦在不進入深度睡眠的情況下休息,並提供一些相同的好處。 最近的證據 始終如一地建議 短期鍛煉可能有益於認知功能 類似的睡眠方式.

自然界中的其他例子也支持這一觀點。 例如, 鳥類的睡眠時間要少得多 當他們不停地飛行時 許多天或遷移。 甚至有一些證據表明人類也有類似的效果,例如冥想和冥想之間的聯繫。 睡眠需求減少。 我們不確定為什麼會發生這種情況,但冥想可能與時間實際上變慢的大腦狀態有關。 對於輪子上的老鼠來說也可能是一樣的。

關於我們為什麼需要睡眠以及睡眠如何影響我們的大腦,仍有許多問題有待解答。 但越來越清楚的是,如果不了解清醒時會發生什麼,我們就無法了解睡眠的奧秘。

談話

關於作者

Vladyslav Vyazovskiy,神經科學副教授, 牛津大學

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