“当我们了解了世界的每一寸土地，睡眠可能是我们剩下的唯一荒野了。”——作者Louise Erdrich(图片来源:Shutterstock)睡眠对大脑功能和生存至关重要。然而，睡眠仍然是人们对生命最不了解的特征之一。
基思·亨根，艺术生物学助理教授;他从美国国立卫生研究院(NIH)获得了一笔为期三年的180万美元的拨款，用于研究睡眠和清醒行为在大脑神经动力学形成过程中的作用。
Hengen他的研究将帮助科学家们了解睡眠是如何促进健康认知的，同时也阐明了睡眠中断会恶化神经退行性疾病和精神健康紊乱，如阿尔茨海默病或抑郁症的机制。
“我们知道睡眠有助于学习和记忆巩固。但是我们对它是如何做到这一点并没有统一的理解，这在这个领域肯定是缺乏的。”
为了帮助解决这个问题以及其他神经科学方面的挑战，亨根和他的实验室团队建立了一套独特的工具，能够记录大脑中单个神经元在长时间内的活动。
“通常情况下，科学家会记录几个小时的神经元，”亨根说。“我们设计的系统允许我们一次记录好几个月，这样我们就可以观察相同的神经元在数千次睡眠和醒来的迭代中，在光明和黑暗中，在无法快速捕捉的情况下，如衰老或疾病进展，是如何表现的。”
2019年11月20日，《神经元》杂志的封面文章——这是他加入文学院后发表的第一篇重要论文。科学-恒根表明，大脑皮层的回路动力学被积极调整到临界状态，这是一个最大化信息处理的计算系统。
Hengen怀疑睡眠在大脑恢复到临界状态中起着关键作用。
“我们预计醒着的体验将以某种方式降低网络中更大的计算组织。而睡眠则参与了这一过程。”
在NIH的支持下，Hengen和他的研究团队计划连续跟踪行为自由的动物大脑中的500到1000个神经元长达6个月——记录单个神经元的活动，作为与动物的睡眠和清醒行为相关的活动。
然后，研究人员将研究神经元特异性活动如何适应更大的神经网络的活动。
他们获得的数据将帮助他们了解大脑如何在一段时间内稳定地运行。他们还计划测试临界性和某些行为之间的关系。
亨根说:“我们的初步数据表明，清醒时的经验引起的神经计算能力的变化是非常高维的，而且随着时间的推移会发生很大的变化，这也是我们试图通过这个项目来充实自己的。”
他说:“今天在校园里和实验室里醒着的状态，和我6个月大的时候不一定一样，也和我度假时躺在沙滩上不一样。”“你不能用一个单一的因素来代表所有的经历。同样地，睡眠也需要同样的高维度:如果清醒时的经历能使你的大脑呈现出多样化和复杂的模式，那么睡眠也需要同样的复杂才能弥补这些变化。任何减少睡眠、只关注单一因素、单一机制或单一规则的做法，都有将事情严重简单化的风险。”
美国国立卫生研究院正在资助亨根的“通过推进创新神经技术(Brain)研究”项目，该项目旨在彻底改变我们对人脑的理解。
“鉴于睡眠在大量与大脑相关的疾病中所扮演的角色，对睡眠如何工作的更好理解将为未来与健康相关的重大进展打开大门，”亨根说。
恒根最近还获得了大脑奖。行为研究基金会青年研究员补助金。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/10/hengen-awarded-1-8m-to-study-sleeps-contribution-to-brain-function/