Listening Practice: The Sleeping Brain's Nightly Wash

Listening Practice: The Sleeping Brain's Nightly Wash

Tonight, while you sleep, your brain will do something that has nothing to do with thinking. It will wash itself.

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睡前的大脑会做一件和思考没有关系的事:把自己洗一遍。白天工作留下的废物,会随着脑脊液的大波被带走;而脑脊液的波,和深睡时出现的慢波同步。麻省理工学院的研究团队做了一件听起来有点反直觉的事——在受试者睡着时,按着他自己的脑电节律放出一声极短的声音,把这股"冲洗"变强。1
白天,脑细胞消耗能量,同时留下废物,其中一些是用坏了的蛋白质。睡眠时,围绕大脑和脊髓的透明液体——脑脊液——会把它们带走。脑脊液的流动并不匀速,而是一波一波地进出大脑。
2019 年,同一个团队用脑成像测到脑脊液在睡眠中进出大脑,并发现这些液体波与深睡时的慢波紧密同步。问题因此变成:既然液体跟着慢波走,能不能把慢波放大,换来更强的冲洗?此前的研究给了一个线索:如果声音正好落在慢波的波峰上,慢波会变深。研究者把它比作推秋千——在正确的时刻推,秋千会荡得更高,难的是找准那个时刻。
新的实验就是冲着这个时刻去的。受试者睡在核磁共振扫描仪里:扫描仪追踪液体,脑电记录追踪脑电活动。麻烦在于两者互相干扰,扫描仪的强磁场会给脑电信号加上噪声。团队做出一套在不到一百毫秒内清理脑电信号的方法,又用算法预测下一个慢波波峰何时到来。时机对上,就在那一刻放出 50 毫秒的粉红噪声——一种各频率都有、低频更响、听起来像雨声的声音。2
结果是:14 位健康志愿者的慢波变大,脑脊液的波也跟着变大;而声音落在睡眠周期的其他位置时,效果消失。研究还给出了一条机制——慢波经过时,血管先收缩、再舒张,像一台泵,把脑脊液推出大脑。

关键词

  • cerebrospinal fluid:脑脊液,围绕大脑和脊髓的透明液体
  • waste:废物,代谢产生的垃圾
  • slow wave:慢波,深睡时大脑大而慢的电波
  • burst:一阵,指很短的一段声音
  • pink noise:粉红噪声,各频率都有、低频更响亮,接近雨声
  • phase:相位,这里指声音落在波动的哪个位置
  • amplitude:振幅,波的大小
  • constrict / dilate:血管收缩 / 血管舒张
  • restorative:恢复性的,restorative sleep 指睡完让人觉得缓过来的睡眠

长难句抓主干

When the sound landed at other points in the cycle, the effect disappeared.
主干是 the effect disappeared,意思是"效果消失了"。句首的 When the sound landed at other points in the cycle 是时间条件,说的是声音落在睡眠周期里其他位置的时候。整句真正想强调的是:声音本身不是关键,声音出现的时机才是关键。

证据边界

这项研究展示的是一套方法和一条因果链,不是一种治疗。样本是十四位健康成年人,在扫描仪里睡上几个小时,属于很小的开始。目前还不足以说明更强的脑脊液波能提高记忆、预防疾病,或者让睡眠更解乏。研究者接下来想在失眠人群、老年人,以及早期阿尔茨海默病患者身上测试同样的方法;论文的第一作者已经创办公司,希望做出可以在家使用的头带设备。
还有一点容易被误读:这不等于整晚播放雨声就能"洗脑"。实验里的时机来自每个人当时自己的脑电波,需要实时判断,而不是一直响着就行。

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