快速動眼期(rapid eye movement,REM)

長期以來,科學家們都一直想知道為什麼幾乎所有的動物無時無刻都在睡覺,近日由築波大學(University of Tsukuba)團隊所領導的研究釐清了大腦運作的新證據,這種運作發生在睡眠中的一個特定階段:快速動眼期(rapid eye movement,REM),這個階段的我們往往會做很多的夢。

過去的研究使用了不同的方法測量了快速動眼期睡眠、非快速動眼期睡眠和清醒狀態下的大腦血流量差異,得出了相互矛盾的結果。而築波大學領導的研究小組在他們最新的工作中加入了一種技術,直接視覺化實驗鼠在清醒和睡眠狀態下大腦毛細血管(腦細胞和血液之間的營養和廢物交換的地方)中紅血球的運動狀態。

大腦皮層毛細血管中的紅血球

該研究的資深作者Hayashi教授說:「我們使用了一種染料,使大腦血管在螢光燈下是明顯可見的,這種技術被稱為雙光子激發顯微鏡。」「透過這種方式,我們可以直接觀察到未麻醉實驗鼠大腦皮層毛細血管中的紅血球。」

研究人員還測量了大腦的電波活動,以識別快速動眼期睡眠、非快速動眼期睡眠和清醒狀態,並尋找這些階段之間的血液流動差異。

REM為非常獨特的狀態

Hayashi教授解釋說:「我們對結果感到非常驚訝。」「在快速動眼睡眠期間,有大量的紅血球通過大腦毛細血管流動,但在非快速動眼睡眠和清醒狀態之間完全沒有流動的狀態,這表示快速動眼睡眠是一種非常獨特的狀態。」

研究小組隨後擾亂了老鼠的睡眠,導致「反彈」的快速動眼睡眠,也就是一種更強烈的快速動眼睡眠時期,主要是為了彌補先前的干擾,在反彈的快速動眼睡眠期間,大腦的血流量又進一步的增加,這表示血液流量和快速動眼睡眠強度之間存在著明顯關聯。

大腦的血流量減少會降低快速動眼睡眠期的長短與阿茲海默症的發展,更包括廢物累積在大腦中的多寡,大腦血流量增加會讓毛細血管廢物的清除更有效率。這項研究為治療阿茲海默症等大腦疾病開發出了一項新的療法。

圖片來源:stock image

資料來源:University of Tsukuba(2021,August 25).Brain refreshing: Why the dreaming phase matters. Sciencedaily

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