大脑的能量谜题
每次想到这一点，我都感到惊叹：你的大脑仅重约3磅，却消耗了身体总能量约20%。对于一个仅占体重2%的器官来说，这是一笔巨大的燃料开销。这就像你的大脑在跑马拉松，而身体的其他部分只是……坐在那里。
科学家们长期以来一直对这一“饥饿的小宇宙”如何管理其能量预算感到着迷，尤其是在睡眠和清醒等不同状态下。老实说？我们仍在弄清许多细节。
这正是东北大学研究人员的一项新研究如此引人入胜的原因。他们发现了他们所称的另一个“快速眼动睡眠悖论”——而且它相当反直觉。
快速眼动睡眠到底是什么？
在深入探讨这个悖论之前，让我们快速了解一下基础知识。REM代表快速眼动（Rapid Eye Movement），这是睡眠中大多数生动梦境发生的阶段。它也被称为“矛盾睡眠”，因为存在这种奇怪的情况：你的身体基本上处于瘫痪状态（这就是为什么你无法在梦中做出肢体动作），但你的大脑却像完全清醒时一样活跃。
在快速眼动睡眠期间，你的脑电波实际上与清醒和意识状态时惊人地相似。因此，这是一种奇怪的状态，你深度睡眠，但精神上却相当活跃。
他们发现的新悖论
真正有趣的地方在于这里。研究人员发现，在快速眼动睡眠期间，大脑的表观能量供应实际上会增加。更多的血流，更多的燃料被输送到那些饥饿的神经元。你会认为这意味着大脑可用的能量更多，对吧？
但这里有个转折：与此同时，神经元直接使用的实际能量分子（称为ATP）实际上减少了。大脑获得了更多的燃料输送，但神经元本身似乎可用的能量更少。
首席研究员Yusuke Takahashi这样说道：“理解大脑如何平衡能量供应和消耗，可能有助于解释为什么生物智能如此高效。”
窥探睡眠中的大脑
你甚至如何研究睡眠中的大脑正在发生什么？这些研究人员发挥了创意。他们开发了一种技术，使用紫外线固化树脂使小鼠颅骨透明——本质上是在大脑上开了一扇窗。这让他们能够在自然睡眠期间实时观察神经活动，而不会打扰小鼠。
他们追踪了两个主要指标：大脑血容量（作为燃料供应的信号）和神经元ATP水平（神经元实际使用的能量货币）。他们还测量了星形胶质细胞中的丙酮酸，这基本上是帮助将血液葡萄糖转化为神经元友好能量的中间媒介。
大脑会提前计划（某种程度上）
最令人着迷的发现之一是关于时机。在快速眼动睡眠正式开始前约50秒，大脑中的血容量开始上升。这种增加从大脑后部（后皮层）开始，然后逐渐向前蔓延。
这表明大脑并不是被动地进入快速眼动睡眠——它正在积极准备，就像你的身体在开始运动之前就开始释放能量一样。其中似乎发生着某种代谢倒计时。
为什么做梦会让我们疲惫？
每个人都可能问的大问题：为什么会这样？为什么大脑在应该是休息的睡眠期间实际上在消耗其能量储备？
研究人员有几个理论：
夜间的记忆和学习：快速眼动睡眠对于记忆处理和至关重要。你的大脑可能正在利用所有ATP来重组突触连接，将记忆从海马体转移到皮层以进行长期存储。这是计算工作！
星形胶质细胞角度：也可能是在快速眼动睡眠期间，能量从支持细胞（星形胶质细胞）转移到神经元的方式发生了变化。尽管有更多燃料进入，管道却以某种方式发生了转变。
线粒体变化：神经元内的能量生产线粒体也可能在这个阶段改变其行为。
无论具体机制如何，结论相当明确：做梦并不是被动的脑部停机时间。它是积极的、密集的工作。你的大脑正在处理情绪、归档记忆、运行模拟，并执行数百万项我们尚未完全理解的任务。
为什么这很重要
真正让我对这项研究感到兴奋的是：它告诉我们关于生物心智如何与人工心智不同的一些根本性东西。
你的笔记本电脑或手机不会疲倦。它不需要根据代谢限制来重组其处理过程。但你的大脑？你的大脑一直在玩能量俄罗斯方块，试图在有限的资源和巨大的计算需求之间取得平衡。
该研究的另一位研究人员Ko Matsui教授说得很好：“睡眠看起来平静，但大脑高度活跃——尤其是在做梦时。”
因此，下次当你从一夜特别生动的梦中醒来，感觉几乎没有休息时，也许对自己宽容一些。你的大脑一直在加班——只是那种不会出现在计步器上的工作。
这项研究提醒我们，睡眠对大脑来说不仅仅是“关机时间”。它是一种完全不同的工作，拥有自己的能源经济和优先事项。老实说？当你仔细想想，这相当令人惊叹。
你的三磅重的精神宇宙，整夜工作，即使在休息时也在燃烧能量。
来源：ScienceDaily — [REM睡眠悖论：做梦可能会消耗大脑能量，即使燃料供应增加](https://www.scienced