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为何婴儿时期的睡眠时间比成年人多人类在不

2021-06-28 15:08分类:技术 阅读:

 

为什么婴儿时期的睡眠时间比成年人多?人类在不同年龄阶段睡眠状况会存在差异



瑞士伯尔尼大学儿童与青少年精神病学和心理治疗大学医院的神经学家莱拉·塔鲁赫说:“我觉得事实上这种大脑模式转换可能并没那样明显,而是更平稳,或者个体之间转换的年龄会有所不同,大脑发育的速度因人而异,大家发现2-3岁之间的数据点很‘稀疏’。”

研究报告第一作者、美国德克萨斯大学奥斯汀分校信息、风险和运营管理系副教授曹俊宇(音译)称,大家知晓人类大脑发育在出生之后是不同一般的,因此可以想象这里描述的人类相变可能比其他物种出现得更早,甚至这种变化是在出生之前。

关于为何大家睡眠时主要集中在脑力活动的问题有两个主流讲解理论:一种理论觉得,大脑借助睡眠来重组细胞之间的联系,构建支持大家记忆和学习力的神经互联网;另一种理论觉得,大脑需要时间来清理一天累积的代谢废物。神经科学家一直在争论这部分讲解哪些是人类需要睡眠的重要原因,但最新研究表明,对于婴儿和成年人来讲,年龄不同,他们睡眠的重要原因也不同。

这项研究发表在9月18日出版的《科学进展》杂志上,研究职员用数学模型表明,婴儿大多数睡眠时间处于“深度睡眠”,也被叫做随机眼动睡眠(REM)。与此同时,大家的大脑细胞之间飞速打造新的连接,并不断地扩大,然后当蹒跚学步的婴儿接近两岁半的时候,他们的迅速眼动睡眠时间迅速降低,由于他们的大脑转换至“维护模式”,大多数睡眠时间用于清洗大脑代谢废物,并进行修复。


新兴的假说理论


塔鲁赫称,在人类生命的刚开始几年里,大脑正在打造很多新连接,其进步速度非常快,这就是为何大家看到人类的技术学习速度非常快是什么原因。进步心理学家将这称为神经可塑性的“关键时刻”——大脑细胞之间打造新连接的能力。在那个关键时刻之后,神经可塑性并没消失,但正如新的数学模型所预测的那样,新连接的构建速度显着减缓,非迅速眼动睡眠与迅速眼动睡眠的比率也在增加,这支持了非迅速眼动对大脑保持比神经可塑性更要紧的看法。





为了开始回答这部分问题,研究职员采集了关于人类睡眠时间的现有数据,采集了从新生儿至15岁儿童的数百个数据点,他们还采集了大脑体积和代谢率、脑细胞联系密度、身体大小和代谢率、不同年龄阶段迅速眼动睡眠时间比率等数据,研究职员从60多项研究中得出获得这部分数据点。



研究报告作者、美国加州大学洛杉矶分校圣菲研究所生态学、进化生物学和计算医学教授范·萨维奇称,这肯定是让人震撼的事情,这种大脑模式转换这样迅速。


同时,研究职员还采集了其他哺乳动物的有关数据,其中包括:兔子、老鼠和豚鼠,发现它们的睡眠可能经历类似的转变,然而,目前判断这部分模式在很多物种中是不是一致还为时过早。


就人类睡眠而言,塔鲁赫指出,在迅速眼动睡眠和非迅速眼动睡眠期间,脑电波活动模式是不一样的,考虑到迅速眼动时间的变化,将来的研究可能揭示特定的脑电波活动会不会伴随年龄增长而塑造大脑。从理论上讲,这部分模式的中断破坏可能会致使婴儿和幼儿时期出现发育障碍,但这只是一种假设。





2007年发表在《美国国家科学院学报》的一篇研究报告指出,萨维奇和理论物理学家杰弗里·韦斯特发现动物大脑体积与脑代谢率能准确预测动物睡觉的时间,这比基于动物整体大小进行的预测更准确。通常而言,拥有较大体积大脑和较低脑代谢率的大型动物比拥有相反特点的小型动物睡眠时间更少。


婴儿天天睡眠时间大约是成年人的两倍,他们的睡眠时间中较多地处于迅速眼动状况,但长期以来,大家一直不了解这种状况到底起什么用途。

与此同时,大脑皮层(大脑褶皱表面)的细胞代谢率也发生了变化,在婴儿时期,代谢率与脑细胞之间现有连接数目和大脑神经互联网打造新连接所需能量成正比,伴随大脑重构速率减缓,相应的代谢率也会减慢。




为何婴儿时期的睡眠时间比成年人多?人类在不同年龄阶段睡眠情况会存在差异

萨维奇称,展望将来,研究职员计划将该睡眠数学模型应用至其他动物,察看在动物发育早期是不是也会发生类似的重构至修复的转变。

这一规律一般存在于不同物种之间与同一物种不同年龄阶段,比如:老鼠比大象的天天睡眠时间更长,新生婴儿天天睡眠时间比成年人更长。然而,睡眠时间伴随大脑体积变大而渐渐降低,研究职员期望知晓这种变化在不同动物身体上发生的有多快,与伴随时间推移这种变化与睡眠功能是不是有关。


(神秘的地球uux.cn报道)据新浪科技:海外媒体报道,人类一生中大约三分之一的时间在睡觉,科学家一直在讨论为何睡眠占据大家这样多的时间,现在,最新一项研究表明,人类在特定年龄不同阶段,睡眠情况会存在差异。

研究报告作者打造了一个数学模型来跟踪剖析所有这部分随时间变化的数据点,察看这部分数据点出现什么样的模式变化。婴儿大脑代谢率非常高,由于大脑细胞打造了很多新的连接,这与婴儿较多的迅速眼动睡眠状况有关。因此,他们得出结论称,婴儿时期较长期的迅速眼动能够帮助大脑迅速重构,由于新的大脑互联网形成,婴儿学习新的技术。萨维奇说:“这种关联性并不会非常快发生改变,当婴儿进入2-3岁,渐渐地他们迅速眼动时间将降低。”


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