你可能不记得，但你昨晚至少醒来了 100 次。这些自发性觉醒每次持续不到 15 秒，大约每五分钟发生一次，似乎并不影响你的休息程度。它们与从噩梦中醒来或你的伴侣辗转反侧无关。相反，它们似乎与某些内在的生物机制有关。
夜晚频繁醒来可能通过提高早期人类在睡眠期间对周围环境的感知，从而保护他们免受掠食者的侵害。以色列巴伊兰大学的物理学家 Ronny Bartsch 说：“如果某人更频繁地醒来，他们注意到动物的可能性就更高。当你醒来时，你更容易听到声音。在深度睡眠中，你完全与世隔绝。”
然而，睡眠科学家一直困惑于是什么触发了这些夜间中断。在新的Science Advances论文中，Bartsch 提出了一个创新的假设，即自发性觉醒是由于大脑中一组特定神经元（恰如其分地命名为促醒神经元）的随机电活动引起的。
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即使在你睡觉时，你的脑细胞也会持续以低水平的电活动嗡嗡作响，类似于收音机上的白噪声。偶尔，这种电噪声会达到一个阈值，触发神经元的放电。新的论文表明，当促醒神经元中发生随机放电时，人会短暂地惊醒。但这会被一组促睡眠神经元所抵消，这些神经元有助于人快速重新入睡。
神经元中的低水平电活动在较冷的温度下会增加，而较温暖的温度会使其变平缓。因此，在炎热的天气中，自发性觉醒应该会减少。为了验证这一理论，研究人员创建了计算机模型，模拟神经元噪声在不同温度下的行为方式，以及变化的电活动如何影响自发性觉醒。他们还测量了斑马鱼的睡眠，斑马鱼的昼夜节律与人类相似，但它们是外温动物，这意味着它们的体温受环境控制，而不是由内部过程控制。
研究人员比较了斑马鱼在四种不同水温下的睡眠率：77、82（斑马鱼的理想温度）、84 和 93 华氏度。总体而言，水越冷，斑马鱼醒来的频率越高，保持清醒的时间也越长。来自斑马鱼的数据以及温度、神经元噪声和觉醒的模型完美匹配。“我认为他们的理论非常好，甚至可能是正确的，”哈佛医学院睡眠医学部的神经科学家、贝斯以色列女执事医疗中心神经内科主任 Clifford Saper 说，他没有参与这项研究。“但他们所做的实验并没有验证那个假设。”
斑马鱼实验表明，鱼在较冷的温度下醒来的频率更高，保持清醒的时间也更长，但并没有揭示这些动物的神经元噪声——或者人类的神经元噪声。Bartsch 说，到目前为止，还没有研究弄清楚如何测量睡眠动物的神经元噪声。
温暖的温度导致夜间中断减少的观点，似乎也与传统观念（较冷的卧室有助于更好的睡眠）相悖。但是，因感到炎热和不适而醒来与这些短暂的自发性觉醒是不同的。事实上，我们的身体非常擅长调节其核心大脑和体温，因此外部几度的差异不会改变神经元活动。相比之下，斑马鱼的温度变化很大。Saper 说，正因为如此，斑马鱼“可能是我会用来试图说明这一点的最后一种动物”。
Bartsch 强调，这项研究并非试图对成人的体温调节提出主张，但他表示，这可能对新生婴儿有影响。“因为非常小的婴儿比恒温动物更像是变温动物，所以他们在不同环境温度下的易觉醒性可能与鱼类相似。”
婴儿不像成人那样擅长调节自己的体温，因此更容易受到环境变化的影响。（这就是为什么早产儿必须放在保温箱中。）因此，研究人员认为，新生儿可能更容易受到与热相关的神经元噪声波动的影响。
该理论可能对婴儿睡眠具有重要意义。虽然自发性觉醒可能对父母造成干扰，但它们可能有助于挽救婴儿的生命。婴儿猝死综合征 (SIDS) 一直是出生后一个月到一岁儿童死亡的主要原因，但很大程度上仍然是一个谜。一种观点认为，SIDS 是由呼吸停止引起的，通常是由于意外窒息。夜间醒来可以促使婴儿移动或哭喊，从而帮助确保他们的呼吸道没有被任何东西阻塞并且仍在呼吸。“我们再次提出了一个理论，即患有 SIDS 的婴儿神经元噪声较低，因此他们的觉醒程度也较低，”巴伊兰大学的物理学家 Hila Dvir 说，他是该论文的合著者。“由于他们的觉醒程度较低，他们不太能免受任何缺氧事件（缺氧）的影响。”
然而，并非所有人都信服。“多年来，人们提出了各种解释 SIDS 的想法，例如对它的一种单一解释，但他们一直碰壁，因为它可能是一种复杂、异质的情况，”斯坦福大学睡眠科学与医学中心的临床教授 Rafael Pelayo 说。“神经元噪声解释了觉醒，这是一个很酷的想法。我只是认为他们在谈到 SIDS 时有点跳跃了。情况肯定比这更复杂。”