是清醒还是在睡觉？这可能取决于大脑中离子的浓度。

令人震惊的发现钾离子调节着大脑，而不是神经活动

当您悄悄地写着alanis Morissette的歌时，大脑会以一种有趣的方式唤醒您（或让您入睡）。一份科学杂志4月29日的研究报告指出，大脑离子浓度的变化（而不是神经活动的变化）是使大脑入睡和醒来的决定。因子。科学家发现，在睡眠和清醒时，脑细胞液中钾，钙和镁的含量不同。然而，他们相信神经元是一种电活动，它负责大脑处理细胞的大部分能力，而神经元负责改变脑细胞离子浓度。

实际上，这项研究认为神经元不是控制大脑活动的唯一开关。大脑中的化学“神经调节剂”可以增加神经。细胞活动通过唤醒大脑或通过改变离子浓度绕过神经元作用而直接导致大脑入睡。

科学家们无法找到大脑中离子浓度与大脑状态之间的直接联系，这主要是因为它们的浓度。主持这项研究的神经科学家Maikenedergaard解释了神经元的作用。

当她在纽约罗切斯特大学的一个实验室发现自己有一个排水系统可以在深度睡眠时洗脑时，她对睡眠过程产生了兴趣。在测量脑细胞之间的液体中离子浓度的变化时，Nedergaard和她的同事发现离子浓度的变化遵循可预测的模式：当老鼠醒着时，脑细胞中的离子浓度发生了变化。钾离子的浓度较高（可能也适用于人类）。 ），睡眠期间浓度会降低。钙和镁离子则相反：睡眠时含量高，醒来时含量低。

在这项研究中，内德加德（Nedergaard）的研究小组使用了“唤醒鸡尾酒”神经调节化学物质来处理老鼠的大脑。发现当对小鼠进行治疗时，脑细胞之间的液体中钾离子的浓度迅速增加。即使在添加河豚毒素以组织神经元活动后，离子浓度也会发生这种变化。这些结果表明，这些大脑化学物质（去甲肾上腺素，乙酰胆碱，多巴胺，食欲素，组胺）可以直接影响离子水平，而无需神经元的帮助，但是这些该化学物质调节离子浓度的具体机制尚不清楚。麻醉手术中也会发生相同的情况。当麻醉清醒的小鼠时，大脑中钾离子的浓度急剧下降，而钙和镁离子的浓度上升。在“唤醒鸡尾酒”治疗后，小鼠大脑中钾离子的浓度在数秒内迅速增加，小鼠变得清醒。然而，钙和镁离子浓度随时间下降。内德加德说：“这些小老鼠完全困惑了。他们跳进笼子里跑来跑去，完全不知道自己在做什么。”

这些结果从麻醉中苏醒。但这可能会帮助那些困惑的人，“宾夕法尼亚大学医学院的睡眠研究专家阿米塔·萨加尔说：“大脑中的离子水平尚未恢复到唤醒水平。”

edergaard指出，对离子如何影响睡眠和清醒的进一步研究可能最终会更好地理解睡眠，意识和昏迷。

但是，威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学家Chiara Sirrelli说，实际上应用诸如改善安眠药的效果之类的结果可能还很遥远。 “使用这些结果将花费一些时间，但是问题本身就足够了。哇。”她还指出，人在清醒的REM睡眠中神经元仍然活跃。寻找引起（快速眼动睡眠）期间脑离子浓度变化的原因将是非常重要的。