睡眠在大脑中表现为慢波涌动我们认为，大约每十分之一秒就会有一个粒子穿过表面。
一项针对小鼠的新研究表明，存在一些与睡眠相关的大脑活动模式，这些模式被我们忽视了，这些模式反映的是单个脑细胞的状态，而不是数百万或数十亿个神经元的集体活动。
此外，在利用单线电极测量这些超局部、亚毫米脑信号时，研究人员发现，哺乳动物的某些大脑区域可能会短暂打瞌睡，而其他大脑区域则保持完全清醒。
“令我们科学家惊讶的是，当大脑其他部分清醒时，我们大脑的不同部分实际上会小憩一会儿。”说加州大学圣克鲁斯分校的生物信息学家、该研究的资深作者戴维·豪斯勒 (David Haussler)。
大约一个世纪以来，大脑范围内的电活动模式一直被用来定量定义睡眠和清醒之间的区别。这些脑电波通常使用脑电图（EEG），通过放置在头皮上的电极。
但 Haussler 和他的团队质疑我们如何测量睡眠并将其与清醒状态区分开来——显然，在睡眠中保持警觉的动物的大脑中存在一些交叉，这种技能被称为单半球慢波睡眠。
20 世纪 60 年代，研究人员首先怀疑并发现了海豚和其他鲸类动物它们可以让一半的大脑休息，同时保持活跃，有时会睁着一只眼睛监视捕食者，并与群中的其他动物保持联系。
海豹和鸟类也表现出这种部分睡眠、部分清醒休息的变化——这是睡眠和生存之间的巧妙平衡。
人类也会暂时表现出不对称的睡眠模式，这种模式与动物的睡眠模式相似，但并不完全相同。
2016年，美国布朗大学的研究人员发现，人们在陌生的地方睡觉的第一个晚上，左脑对异常声音更加警惕左眼的睡眠时间比右眼长。一旦我们习惯了睡眠环境，这种差异就会消失。
神经学家克里斯托夫·科赫说：“事实证明，人类的大脑拥有一种不那么夸张的单半球睡眠形式，这种睡眠形式在鸟类和一些哺乳动物中很常见。”写道在《科学美国人》当这些结果公布时。
如果小鼠大脑具有可借鉴性，那么人类清醒和睡眠状态的模糊可能毕竟是我们与其他动物共有的神经特征。
豪斯勒及其团队收集了 9 只老鼠数周的数据，这些老鼠的大脑 10 个不同区域被植入细线电极，然后将这些数据输入到一个学会区分睡眠和清醒状态的人工神经网络中。
记录取样点为 100 微米（) 的脑组织，该算法可以根据脑细胞活动中仅持续 10 到 100 毫秒的短暂“闪烁”可靠地识别睡眠-觉醒周期。
这些“超局部”信号表明，动物大脑的一部分进入睡眠状态，而其他区域则保持活跃和清醒。巧合的是，研究人员注意到这种情况恰好发生在老鼠可能停止移动一瞬间的时候，几乎就像它“走神了”一样。
“我们可以观察这些神经元发射的单个时间点，很明显，这些神经元正在转变为不同的状态。”解释华盛顿大学圣路易斯分校的计算生物学家艾登·施耐德 (Aiden Schneider) 与加州大学圣克鲁斯分校计算机科学研究生大卫·帕克斯 (David Parks) 共同领导了这项研究。
“在某些情况下，这些闪烁可能仅限于单个大脑区域，甚至可能比这更小。”
研究小组认为，如果其他研究小组能够观察到这些“闪烁”，他们测量睡眠-觉醒状态的新方法可以揭示我们如何睡眠的新秘密。
“它们（闪烁的灯光）打破了基于百年文学的规则。”说圣路易斯华盛顿大学的神经科学家 Keith Hengen。
该研究已发表于自然神经科学。
