大脑如何从睡眠中醒来 — 并产生早晨的感觉

醒来时大脑活动的某些模式与称为“睡眠惯性”的睡眼状态的可能性较低相关。

觉醒期间大脑的电活动与随后的昏沉程度有关。

Stephan， A. M.， Cataldi， J.， Singh Virk， A.， & Siclari， F. Curr.生物。https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.06.064 

大脑是如何从睡眠中苏醒的？一项对1000多次从睡眠中觉醒过程的研究，精确揭示了大脑在向清醒状态过渡时是如何活跃起来的¹——这一发现或许有助于应对睡眠惯性，也就是许多人按下 snooze 按钮（小睡按钮）时感受到的昏沉感。

对人们从多梦睡眠阶段醒来时的记录显示，最先苏醒的大脑区域是那些与执行功能和决策相关的区域，位于头部前方。随后，一股清醒的浪潮会蔓延至脑部后方，最后到达与视觉相关的区域。

科罗拉多大学博尔德分校的神经科学家雷切尔·罗未参与这项研究，她说这些发现可能会改变我们对醒来过程的认知。研究结果强调，“入睡和醒来并非简单的逆向过程，实际上，醒来是一种有序的激活浪潮，从大脑前部向后部移动”，而入睡过程似乎没那么线性，更渐进一些。

这项研究发表在今日的《当代生物学》杂志上。

睡眠中的大脑特征

完全清醒的大脑会呈现出一种典型的电活动模式，通过头皮上的传感器可以记录到——这种模式看起来像一条由密集的小峰和小谷组成的锯齿线。在快速眼动（REM）睡眠阶段（此时会做生动的梦），虽然电活动模式看起来与之相似，但在这个阶段，骨骼肌不会活动。在非快速眼动睡眠的大多数阶段（从浅睡到大睡），这些峰则更高一些。

科学家们早已知道，不同大脑区域出现“觉醒”特征的时间不同，但常见的成像技术无法在精确的时间尺度上探究这些模式。

为了更深入地了解觉醒过程，阿姆斯特丹荷兰神经科学研究所的神经科学家弗朗西斯卡·西克拉里和她的同事们对20人从睡眠中醒来的过程进行了研究。每位参与者的大脑活动都通过头皮上的256个传感器进行记录。有些觉醒是自发的；在另一些情况下，参与者则是被闹钟惊醒的。

这些传感器使科学家们能够以每秒为单位分析大脑活动。随后，研究团队利用数学算法和建模，重建了这种活动在大脑表面的发生位置。

按下小睡按钮

研究人员发现，当人从快速眼动睡眠中醒来时，神经觉醒特征会从大脑前部向后部蔓延。然而，在非快速眼动睡眠期间，这种模式首先出现在大脑深处一个中央“热点”区域，然后再按照快速眼动睡眠期间那种从前往后的模式发展。罗认为，这种差异或许可以解释为什么参与者们报告说，从非快速眼动睡眠中醒来时比从快速眼动睡眠中醒来时感觉没那么困，不过目前还不清楚为什么这种模式会产生这样的效果。

西克拉里说：“令人惊讶的是，这种模式在每次觉醒过程中都非常一致，而且它与包括睡眠阶段和觉醒方式在内的主观测量指标都有关联。”

西克拉里希望这项研究能用于治疗失眠等睡眠障碍。她说：“确切了解正常觉醒过程中大脑活动的特征，我们就能更好地将其与这些异常觉醒情况进行比较。”罗也认为，这些结果可能会对那些受睡眠问题困扰的人有所帮助。“一个人醒来的方式可能存在障碍，而不是入睡的方式有问题，”她补充说，更多地了解觉醒时的大脑，可能会为“治疗相关人群提供一条全新的途径”。