简单来说,入睡的过程就是大脑控制意识的区域从「活跃」到「微弱」的转变,这个过程伴随着多种脑区的活动。
比如你刚躺到床上,开始回忆这天发生的事情,此时大脑的所有脑区都在工作,此时思维清醒、想法有序;而后,意识越来越模糊,想法变得发散、碎片、无逻辑,此时一部分脑区开始休眠,另一部分脑区负责整理白天存储的记忆信息;一些杂乱的信息则被仍然被活跃的区域加工成梦。
我们从脑科学角度聊聊睡眠中「大脑」和「意识」是怎么变化的。
先回顾回顾睡眠周期的知识。
我们知道,睡眠过程是快速眼动睡眠(REM)和非快速眼动睡眠(NREM)的周期往复 。非快速眼动睡眠(NREM)可细分为N1(睡眠开始)、N2、N3(深度睡眠)三个阶段) ,也有研究提出N4阶段(更深度的睡眠)。
典型成年人的睡眠周期
整个睡眠周期会多次重复,每个周期持续时间约为90至120分钟。但随着夜间的推进,REM睡眠的比例逐渐增加,而深度睡眠的比例逐渐减少。
这里有个描述睡眠周期各种特征的表格 :
其中,心理层面上特征的变化是:清醒(保持不同程度的警觉性和注意力)、非快速眼动(无意识、平静的想法)、快速眼动(生动的,故事般的梦境)。
我们再来看看睡眠前后的脑区是怎样变化的。
下图是与睡眠有关的脑区和调节回路 ,包括前额叶皮质(Prefrontal Cortex)、顶叶皮质(Parietal Cortex)、顶下回(Temporal Lobe)、运动皮层(Motor Cortex)等。
与睡眠有关的脑区和调节回路
【清醒状态】
在清醒状态下,大脑的活动广泛分布在不同的区域。例如前额叶、顶叶和颞叶区域显示出较高的活动水平,这些区域与认知、决策和感知相关。大脑皮层(尤其是额叶和顶叶)和下丘脑参与维持清醒状态。
【入睡阶段】
这个阶段处于非快速眼动睡眠(NREM)的N1阶段。
人们意识逐渐模糊,思维活动减少。有时还可能会感觉到半清醒状态,容易被外界干扰,也可能出现片段的幻觉、清醒梦。通常持续时间只有5-10分钟。
从这里开始,前额叶和顶叶活动逐渐减弱,这将伴随整个睡眠状态,因此进入睡眠后,意识和认知逐渐消退,大脑不再进行决策。下丘脑和脑干中的某些区域活跃起来参与调节睡眠的启动和维持。
【浅睡阶段】
大脑活动进一步放缓,进入N2阶段,这是NREM睡眠的主要阶段,通常占整个睡眠周期的大部分时间,约占睡眠时间的50-60%。
人们意识进一步降低,思维活动减弱。这个阶段的睡眠被认为是一种保护性的休息状态,身体和大脑在此期间进行恢复和修复。
顶叶和颞叶区域显示出特定的脑电波形式(被称为睡眠森林和睡眠尖峰),这些波形与记忆处理和感知整合有关。
【深睡阶段】
大脑的活动继续放缓,进入深度睡眠阶段(N3、N4阶段),脑电图显示出更高振幅的“慢波”活动,因此也成为慢波睡眠。
在这些阶段,意识和思维活动极为有限。大脑主要专注于身体的恢复和生理过程。
虽然在深度睡眠中意识减弱,但并不意味着完全关闭。有时候人们可能会在深度睡眠中经历一些模糊的梦境或感知。
【快速眼动】
REM睡眠期间,在这个阶段,意识再次变得活跃,而思维活动则主要发生在梦境中。
在REM睡眠中,虽然负责意识和认知的大脑的前额叶和顶叶区域的活动依然很弱,但要比深睡阶段活跃,而负责记忆和情绪处理的顶下回(包括海马体和杏仁核)活跃起来产生创造性思维和整合记忆。
脑干的一些区域在REM睡眠期间表现出高度的活跃性,主要参与调节眼球运动和抑制肌肉活动,以防止身体在梦境中动作。
反过来,清醒的过程是通过体内激素和环境的一系列作用,相关脑区都逐渐恢复到活跃状态。
“睡-醒”控制系统
最后总结一下,睡眠其实是大脑的周期性生理过程,意识的强弱随着大脑生理的变化而波动(尤其是大脑额叶和顶叶的活跃度),但意识不会削减为0(即问题描述所谓的空白时刻)。
顺其自然,就是顺从万物规律。如同物理有万有引力、相对论一样,人体和大脑有生理规律。
参考文献:
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