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睡眠的秘密

来源: 作者:马爱平 2015年07月27日 12:14
[导读] 

  很多上班族发现,一到春天,尤其是下午,就容易犯困。这种困倦乏力、眼涩头晕、提不起精神和昏昏欲睡等症状,在医学上被称为“春困症”。其背后产生的原因是,人们的生理机能不适应季节性的气候变化而发生暂时性的生理反应。那么,应如何调节这种“春困”?如何拥有更好的睡眠?睡眠中有哪些秘密?大脑是否可以测量?

  失眠治疗用药应排在最后

  据了解,人的一生大约有1/3时间是在睡眠中度过的,睡眠是大脑和身体休息、休整和恢复的过程,睡眠的质量会直接影响到人们日常工作的效率、决策准确性、大脑的发育、学习能力,甚至会影响到健康和长寿。

  现代社会生活节奏快、压力大,以及一些上班族的不良生活习惯,如吸烟、饮酒等,都会引发睡眠障碍,最常见的一种就是失眠。据统计,有睡眠障碍的人群已越来越庞大,但人们对于睡眠障碍的认识还不足。

  在门诊中,很多失眠的患者虽是第一次就诊,却有着长达数年的用药史,直到吃药仍不见好才想到去看医生。事实上,正是患者自己无形中增加了治疗失眠的难度和周期,对于失眠治疗,用药应是排在最后一位的。

  在今年的“3·21”世界睡眠日,中国睡眠研究会将中国主题确定为“健康心理良好睡眠”。该研究会负责人表示,影响睡眠的因素是多方面的,心理问题是很重要的一环。除此之外,学会如何尽快进入睡眠的思维习惯,也是解决睡眠问题的关键。

  脑波可间接揭开睡眠的奥秘

  除了失眠,很多人还有困惑,为什么有人一天只睡几个小时就精力充沛,而有些人睡了十多个小时,仍觉得不够反而越来越困?睡眠的目的和运作机制是什么?

  虽然目前科学还不能完全了解睡眠的奥秘,但已拥有的脑电波变化,可间接了解睡眠时脑部活动。

  脑波是1924年德国精神医学家汉斯·贝格尔发现的,把脑部神经电活动产生的连续电位变化,用仪器记录下来,就可以大致了解脑部神经传导的活动状态,和睡眠的各阶段大脑状态。

  北京易飞华通科技开发有限公司(BET)20多年来,与国内数十家大型医院建立了临床科研合作基地和实验网络,完成了数十万例包括脑电波在内的生命体征信号的原始数据的计算机采集、特征指标的分析处理的研究。

  BET研究人员发现:睡眠质量和人的感觉器官输入的敏感度、大脑的左右脑偏侧化、大脑的耗能都有着密切的相关性。感觉器官敏感,即外部的信息容易引起相应的脑部控制中枢兴奋,造成诸如梦游、体动、磨牙等,这些都是运动中枢兴奋、意识中枢抑制的表现;说梦话则是语言中枢兴奋、意识中枢抑制的表现;做梦是意识中枢兴奋的表现;意识区右脑前额叶的兴奋伴随着噩梦发生,并常可以记得,左脑前额叶的兴奋则往往伴随记不清的梦境。

  “由于人与人感官神经的敏感度不同,就会导致人与人的睡眠质量有很大差别。这就是为什么有人一天只睡几个小时精力就很充沛,而有些人睡了十多个小时,仍觉得不够反而还越来越困的原因。”BET董事长吴一兵说,他从事生物医学信号处理算法和仪器研发已有35年。

  学习控制脑波可控制睡眠

  既然脑波能反映出睡眠的阶段和质量,那么是否可以通过人机交互的方式学习控制脑波,以达到迅速进入深度睡眠的状态?无论是站着还是坐着,在室内还是室外,只要启动符合深度睡眠的脑波模式,就能让大脑各个区域得到抑制从而获得快速充电的效果,而不再是传统意义上躺在床上睡觉的模式。

  吴一兵说,睡眠遵循着一定的生理节律,研究睡眠脑电波可从本质上对睡眠进行分析,然后通过一定的训练和学习,有效地诱导、控制睡眠过程,治疗与睡眠有关的疾病。

  利用神经电生理技术和血流灌注分析技术,BET系列移动脑状态定量测量计算系统通过对不同状态下脑电波和血流灌注波的采集和计算,用定量特征指标表现,发现了一些脑状态在睡眠和工作学习中的有趣变化。

  吴一兵说,睡眠中全身的血流灌注分布产生了变化,包括头部血流和躯体末梢血流,困倦感觉和专注记忆有关,专注和记忆就意味着头部整体血流灌注水平的下降,此时代谢需求也相对下降,专注部位的血流再下降就意味着睡眠的发生,所以专注的极限就是睡眠。睡眠可以降低脑的血流灌注的水平,血流灌注的改变就是睡眠对生命发展的有效成分之一。同样,这样的有效成分在人的专注和记忆中也被发现,如在冥想、瑜伽、太极、祷告、做爱、泡脚、高兴等行为中亦有发现。

  因此,BET在大量脑状态的大数据支持下,提出了第三种生命维护模式,即睡眠中的生命理论。“研究表明,科学家、画家、书法家这些能够专注的人寿命长、成就高,而人会昏迷,被发现这是一种自我保护,昏迷是自我降低脑的代谢水平,降低大脑对血流灌注的要求,提高病灶和维持生命延续的脏器血流灌注水平,是生命对抗疾病发展的一种手段,这在动物身上也有所体现。“ 吴一兵举例。

  目前,BET研制开发出脑电双频谱指数、心率变异性指数监测仪、微循环灌注指数、应激变异性指数、闭环反馈TCI靶控给药系统、组合式常规生命体征监护仪,麻醉自动机器人、网络化麻醉信心管理系统等,并广泛应用于临床科研和临床应用中。

  “脑波控制将成为新的流行趋势,让大脑直接、迅速放松,进行休息,人类也可能因此不再需要睡眠。” 吴一兵说,在居家化持续测量的定量脑数据基础上,依托于可穿戴传感器、智慧健康家居、移动互联网硬件体系,BET形成了脑数据采集、无线传输、后台云计算、特征数值实时回传、娱乐化竞技化结果重现、感觉器官自然接收的闭环生态流,并在持续的快乐的“以我为主”的社会化模式下,患者可通过重复学习,自然的建立起大脑中新的生命数据控制中枢,学会科学的、健康的、高效的、规范的大脑定量自我控制方法,这样的方法就能预防改善修复诸如失眠、注意力缺失、脑中风后神经网络重塑、大脑老化等问题。

  脑科学成为热门研究领域

  脑科学、脑计划,是目前热门、敏感、令人鼓舞的话题。脑科学,是一个热门的研究领域,被世界各国定位为带动科学进步的领先科学。

  脑科学应用的价值变得越来越清晰,近两年,多部经典科幻电影都在描述有关大脑应用的未来情景,其中,蕴藏的科学道理都来源于脑科学的研究成果。

  现实社会中,对于脑科学的应用集中在睡眠、记忆、学习、工作、情绪、大脑老化、多动自闭、脑中风康复等各方面。

  要想用好管理好大脑,须随时随地的了解大脑所处的状态,包括情绪、意识、记忆、疲劳、困倦、左右脑偏侧、抑制、兴奋、专注和代谢水平等。

  现实情况是,和认知、精神、心理有关的脑状态问题,无论是诊疗方面还是大脑的使用方面,都是在摸着石头过河,用定性的、经验的、主观的方法评价了解大脑的状态和表现,并缺乏科学依据及效率。

  目前,国际上还没有被认定为金标准的脑状态客观定量指标,作为精神、心理、神经衰弱等疾病的诊断以及大脑使用效率的客观评价依据。

  最近有关欧洲空难的发生,已有报道是飞行员的抑郁造成的,欧洲科学界也认为,现有与认知、精神、心理有关的脑状态测评方法是不够的。

  大脑的测量技术方兴未艾

  大脑的应用,想要达到高效准确水平,须具有客观定量的测量指标作为评判大脑状态的工具。最现实的脑科学应用首先需要客观定量测量大脑状态的技术。

  脑状态的测量,是脑科学研究的重要内容,具有现实性的急迫需求。除了有关与脑相关疾病的诊疗需求以外,针对人们生存压力所产生的负向情绪导致的心理或生理疾病,都需要提供针对脑状态的客观定量测量方法。

  脑状态的客观定量测量技术的研发,在国内外都投入了大量的力量。在国内,易飞华通公司是其中的佼佼者。基于长达20年以上的临床脑科学应用研究的基础,以及过程中所收集的大量脑神经电生理信号的大数据库,BET公司针对生活工作中不同的脑状态,在国际上首次提取、定义并命名了有关名词、特征数值变化和相关脑状态的对应关系。

  吴一兵说,这些数据包括,大脑的脑耗能指数、左右脑偏侧化指数、脑活性指数、内专注指数、外专注指数、记忆加工指数、脑内敛指数、疲劳指数、困倦指数、稳定指数、抑制指数、反应速度指数、警觉性指数、睡眠轻重指数、排空指数等等反应大脑情绪、学习工作效率、老化和发育程度、疾病状态的客观定量指标,并形成了针对全国各级医疗单位和居家人群的大规模脑状态数据的云计算和云存储应用平台。

  这种物联网模式的脑状态定量测量和脑感知技术是实现自我脑状态修复的方法,具有巨大创新价值,傲立于国际脑神经电生理领域前沿,也是脑科学应用的领先者。

  吴一兵说,脑状态客观定量测量技术,产生于大规模采集手术麻醉、疼痛、昏迷、失眠焦虑抑郁、儿童多动自闭的诊疗过程中大脑输出的脑电波和头部血流灌注波的数据,这也是脑状态测量技术研发的必备条件,并采用包含小波分析、高阶谱分析、模式识别、混沌分析在内的数学计算技术,自动提取识别脑状态的定量特征指标,形成了云计算、人工智能、大数据的脑科学应用模式。

  利用脑状态定量测量技术和云计算技术的结合,人们可以在日常生活和工作中随时随地的测量自己的脑状态,了解自己的睡眠、过劳、学习工作效率、大脑老化、专注记忆、焦虑抑郁等等的好坏变化。并利用实时测量的数据,将自己的大脑和不同的机器相融合,搭建以治疗、护理为目的的混合型机器人。

  用自己的大脑控制机器人的行动,大脑控制机器人行动的过程,是治疗和修复有关失眠、焦虑、多动、自闭、脑中风等疾病、学习专注记忆、延缓大脑老化、延长寿命的过程。比如,和床融合,就可以形成自我护理的机器人床,和按摩椅融合,可以形成自助睡眠的脑感知机器人,和残疾车融合,可以形成脑控行走机器人,和电视融合,可以形成脑控电视等等,建立家庭智慧机器人辅助生活、康复、儿童脑发育的自动模式。

  吴一兵说,利用脑状态定量测量技术,人们也可以客观的知道自己最适合的工作方式,最好的从业选择,自己掌握过劳、用脑过度等危及生命的不良用脑习惯,自己掌握学习工作效率的高潮和低潮,自己掌握如何提高睡眠质量的方法,自己掌握大脑老化的发展变化,甚至自己掌握治疗疾病过程中大脑应处于什么样的状态,什么样的脑状态可以促进自己的长寿,掌握自己孩子的脑发育进程,客观的了解自己的孩子为什么不能达到同龄孩子的学习水平等等。

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[责任编辑:中国科技财富]
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