摸鱼克星?科学家利用睡眠相关“慢波”,预测白日梦和大脑空白

2021
07/19

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生物世界
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注意力缺失有一个共同的生理根源——在清醒的大脑中出现局部的类似睡眠的活动。因此,我们也可以通过检测慢波来反向预测注意力是否缺失。



撰文 | nagashi
编辑 | 王多鱼
排版 | 水成文

“不会‘摸鱼’的打工人不是好打工人”。在内卷严重的当下,工作压力愈渐繁重,因而有这么一群人,他们用自己的力量,努力践行思想上的游行,通过“摸鱼”进行无声控诉。“摸鱼”也实属无奈之举,是对压抑的工作和生活的抵抗。


实际上,注意力缺失是一种很常见的现象,这与思维游移(mind wandering,即白日梦)或思维空白有关,在这个过程中,人的意识流会发生中止。


值得注意的是,这些注意力缺失在人们疲倦时发生得更为频繁,可能与一种称为“局部睡眠”的神经现象有关——其中特定脑区表现出进入慢波睡眠的迹象,而剩下的脑区则保持警醒。


近日,澳大利亚蒙纳士大学特纳大脑和心理健康研究所的研究人员在 Nature 子刊 Nature Communications 期刊发表了题为: Predicting lapses of attention with sleep-like slow waves (用类似睡眠的慢波来预测注意力缺失) 的研究论文。

这项研究发现,一种通常与过渡到睡眠相关的神经活动模式—— 慢波 可以用来预测人是否会做白日梦或出现头脑空白,以及他们对环境的反应 。这种神经活动可能对于理解不同意识状态十分重要。


人类的大脑是意识的承载物,而注意力可以将认知资源导向外部世界,并能够选择和放大与个人当前行为目标相关的信息。与此同时,注意力也可以转向内部,比如当我们专注于内部产生的与任务无关的想法时,这种现象通常被称为思维游移(mind wandering)

事实上,注意力的一个特征就是短暂性,这意味着我们无法在一项任务上长时间保持注意力。最近的一些研究表明,在缺乏睡眠的情况下,人更容易在清醒状态下发生思维游移或思维空白

Thomas Andrillon 等人在最近的一篇综述中提出:局部睡眠表现为在清醒时出现慢波。这不仅解释了注意力缺失的行为后果,包括迟缓和冲动反应,而且还可以解释它们的现象学。不仅如此,他们还认为局部睡眠并不是一种极端现象,只有当个人被推到极限时才容易会发生,当然在休息良好的人身上也不排除发生局部睡眠的可能。

慢波与睡眠和觉醒

为了验证这一理论,Thomas Andrillon 及其研究团队基于慢波检测提出以下三个不同的假设:(1)在单次试验水平上,慢波能否预测休息良好的个体的迟缓和冲动行为?(2)慢波与思维游移和思维空白都相关吗?(3)慢波的位置是否可以区分迟缓和冲动行为,思维游移和思维空白?

慢波的局部出现与行为调制有关

研究团队通过脑电图记录了26名休息良好的成年人在执行持续注意力任务时的全脑电活动。在试验中,这些参与者需要专注于人脸或数字的图像平均达1.7小时。研究人员指导参与者在看到特定面部表情或者数字的时候就按下按键,以保持其注意力集中。

与此同时,参与者每隔30-70秒就会被随机打断,并要求说明自己的精神状态是集中于任务,还是已经发生了思维游移或思维空白。此外,研究人员还通过测量瞳孔大小和任务表现,来评估参与者的犯困程度。

实验设计与假设

研究人员发现,前脑区域的慢波先于思维游移和思维空白出现,而当慢波发生在大脑更后面的区域如顶叶时,则会继之以头脑空白和慢反应。研究团队认为,这是不同脑区在不同意识状态前产生的共同神经特征。

慢波的局部定位可以预测受试者的思维状态

简而言之,这项研究通过高密度脑电图报告了局部睡眠的慢波在空间和时间上的定位,并且慢波出现的位置还可以用来区分迟缓和冲动行为,以及思维游移和思维空白。这些研究结果表明, 注意力缺失有一个共同的生理根源——在清醒的大脑中出现局部的类似睡眠的活动。因此,我们也可以通过检测慢波来反向预测注意力是否缺失。

当然,Thomas Andrillon 也指出,尽管他们发现的慢波与睡眠中出现的十分相似,但仍需通过其他技术如颅内记录进行验证,以确定它们是否具有共同的基本机制。

论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-23890-7

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
白日梦,注意力,预测,睡眠,思维

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