轉自：把科學帶回家

本文由公衆號“把科學帶回家”提供

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爲什麼有些人在很吵的地方也能睡着，但有些人睡得很淺，一有點風吹草動就會醒來？

這個問題很久以來沒有人能夠回答，直到2010年，纔出現了一個比較靠譜的解釋。

簡單來說，一些人特別不怕噪音是因爲，他們的大腦裏產生了比較多的噪音屏蔽腦波，類似於腦子裏加了個主動防噪耳塞一樣。

是這樣的，2010年，哈佛大學醫學院附屬麻省總醫院（Massachusetts General Hospital）的研究者對12個在哪兒都睡得很香的人進行了研究。這項研究發表在《當代生物學》（Current Biology）上。

這12個擁有豬一般的睡眠質量的人類在哈佛大學的睡眠實驗室裏住了3天。

每天晚上，爲了研究這些人究竟可以被什麼樣的噪音吵醒，研究者帶着羨慕的好奇，用沖廁所啊開嘟嘟車啊等14種噪音，從40分貝開始，每隔30秒就5分貝、5分貝地加大音量轟炸這些深睡者。

研究者們在隔壁房間默默觀察他們睡眠情況的同時，還記錄下他們的腦波模式。

結果呢，這些人里居然出現了70分貝都轟不醒的睡神！但是其他人一般都在40-50分貝的時候醒了。

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70分貝是什麼概念呢？比如，安靜的鄉村的環境噪音是30分貝左右，70分貝相當於房間裏開着吸塵器。

所以問題就來了，這位70分貝的睡神究竟是怎麼做到的呢？

研究者們發現，原來保護這位睡神睡不醒的“超能力”是一種名爲睡眠紡錘波（sleep spindle）的神經元放電活動。

什麼是睡眠紡錘波？

大腦中神經元的活動可以產生誇叉誇叉帶節奏的電場，而這種放電模式就可以被一些儀器，比如腦電圖（EEG）檢測到。

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第二行中間密集的圖案就是睡眠紡錘波。

@Harvard

其中，一個長得像棒槌的放電模式就是睡眠紡錘波。它也是非快動眼睡眠（NREM）的重要標誌之一，非快動眼睡眠就是你睡着了，但是沒有做夢的那段睡眠時間。過去大家認爲，睡眠紡錘波具有鞏固記憶的作用。

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第一行：醒着；第二行REM：快速眼動睡眠，也就是做夢時；N2-N3:非快動眼睡眠，不做夢時。

@Harvard

但是現在大家發現，這種頻率在7-15赫茲之間，每次持續大概0.5-3秒的高頻腦波還可以有效過濾環境噪音，讓一些人在吸塵器那麼吵的環境中也可以睡得像個200斤的嬰兒。

實際上，基本上每晚每個人的睡眠紡錘波的發生頻次不怎麼變化。一個人的睡眠紡錘越多，TA 就睡得越沉越不容易被噪音吵醒。那些有嗜睡症的人在睡覺時，大腦中就會產生巨多的睡眠紡錘波。

不過，關於睡眠紡錘波屏蔽噪音的原理，現在我們還沒有搞明白。

根據本人不靠譜的推測，丘腦神經元“發波”時的狀態大概是這樣的——

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但是呢，哈佛大學的這些研究者提出，這很可能是因爲，睡眠紡錘波阻撓了感覺信息從丘腦向大腦皮層的傳遞。

是這樣的，產生睡眠紡錘的部位是丘腦（thalamus），丘腦是一個信號中轉站，它的主要功能是把感覺信息向腦皮層的其他部位輸送。

在感覺信息進入大腦時，首先要通過丘腦這個地方，然後才被髮送到大腦皮層進行處理。聲音啊，視覺信號都是這樣。

這些人2011年發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的另一項研究發現，在睡覺時，一旦出現睡眠紡錘波，聲音信號就不能被傳遞到聽覺皮層；但是沒有出現睡眠紡錘時，聲音就可以被傳導到聽覺皮層了。

丘腦（紅色）

也就是說，睡眠紡錘波就像一個防火牆一樣，保護你的腦皮層不受外界聲音的干擾。許多老年人睡不好，半夜容易醒，可能就是因爲他們的睡眠紡錘波的數量變少了。

2012年的時候，韓國的科學家在小鼠身上重複了這個實驗，這項研究也發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。不過這次，他們讓小鼠產生了類似睡眠紡錘波的腦波，結果這些小鼠果然睡得更香了（非快動眼睡眠變長了）。

多年後，科學家們終於破譯了睡眠紡錘波中包含的信息。據說是這樣的。

耳朵：在嗎？

丘腦：對不起！您撥打的用戶暫時無法接通，請稍後再撥。( ° °)

耳朵：在嗎？？

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丘腦：消息已發出，但被對方拒收了。( ° °)

耳朵：快遞到了！！！

丘腦：正在爲您接通，請稍侯...（嘟...嘟...嘟...）

耳朵：

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圖片來源：giphy, wikipedia

參考資料：

BovéA,CulebrasA,MooreJT,WestlakeRE(1994)Relationship between sleep spindles and hypersomnia.Sleep17(5):449–455.

Dang-Vu TT,Bonjean M,Schabus M,Boly M,Darsaud A,Desseilles M,Degueldre C,Balteau E,Phillips C,Luxen A,Sejnowski TJ,Maquet P(2011)Interplay between spontaneous and induced brain activity during human non-rapid eye movement sleep.Proc Natl Acad Sci U S A108:15438–15443.