每隔幾秒，大腦會發(fā)出一個腦電波，就像海面上升起一個巨大的波浪。幾十年前，科學(xué)家在用功能性磁共振成像（fMRI）技術(shù)掃描人和動物的大腦時，首次發(fā)現(xiàn)了這種超低頻腦電波，不過，當(dāng)時的研究人員認(rèn)為這只是一種電子噪音，或是幾種較快腦電波的集合，沒有重視。

現(xiàn)在，一項(xiàng)新研究檢測了小鼠的超低頻腦電波（頻率小于0.1赫茲），結(jié)果表明，這是一種與眾不同的大腦活動，與動物的意識狀態(tài)緊密相關(guān)。不過，對于這種腦電波的來源和功能，科學(xué)家仍然知之甚少。

功能性磁共振成像技術(shù)可以檢測大腦的血流變化，而大腦的血流變化又與神經(jīng)活動有關(guān)。這項(xiàng)新研究的重要參與者、華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的放射學(xué)和神經(jīng)科學(xué)教授馬庫斯·賴希勒（Marcus Raichle）說，“如果你讓一個人躺在成像儀內(nèi)，什么也不做，這時候，你看到的大腦成像其實(shí)是相當(dāng)雜亂的。這些靜息狀態(tài)下的神經(jīng)活動，讓我們開始關(guān)注，這時大腦成像圖上的信號到底代表著什么。”相關(guān)研究已經(jīng)發(fā)表在4月的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上。

為了搞清楚大腦中究竟發(fā)生了什么，賴希勒的團(tuán)隊一方面使用鈣/血紅蛋白成像，利用熒光分子從分子水平探測神經(jīng)元的活動；另一方面用電生物學(xué)的方法，記錄下了不同皮層的神經(jīng)元信號。他們同時檢測了清醒和麻醉狀態(tài)下小鼠的大腦活動，其中對清醒小鼠的檢測，是在一個黑暗房間完成的，當(dāng)時小鼠正在吊床上休息。

研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，清醒小鼠的大腦皮層中有超低頻腦電波通過，而在被麻醉后，腦電波的方向會發(fā)生改變。研究人員說，這種波與所謂的δ波（頻率為1~4赫茲）和其他頻率更高的腦電波是不同的。

賴希勒說，這些超低頻腦電波對大腦來說或許非常重要。“想象下皮吉特灣的那些巨浪，如果遇到海嘯，日子可能會非常難過，但正是在那種情況下，浪端才能閃現(xiàn)出絕美的浪花，”他說。換句話說，這種超低頻腦電波可使大腦更加活躍——讓思想的浪花閃現(xiàn)。

其他研究人員表示，非常欣賞新研究采用的方法，但對研究結(jié)論，即超低頻腦電波與其他腦電波完全不同，他們則持懷疑態(tài)度。哥倫比亞大學(xué)祖克曼研究所的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)教授伊麗莎白·希爾曼（Elizabeth Hillman，未參與新研究）說：“我想提醒大家，對新研究得出的結(jié)論（靜息狀態(tài)下的功能性磁共振成像圖反映出了大腦的一些特殊屬性，這些屬性與皮層間的高頻波動沒有任何關(guān)系）還是要謹(jǐn)慎對待”。希爾曼在2016年發(fā)表了一篇論文，他文章中提到，受試者在靜息狀態(tài)下時，功能性磁共振成像得到的信號中，其實(shí)存在多種頻率的腦電波，而不僅僅是低頻腦電波。

不同的大腦信號是如何聯(lián)系在一起的？研究人員還需要開展進(jìn)一步的研究，才能弄清楚這個問題?！斑@種腦電波模式非常新，”希爾曼指出，“我們還不知道它們到底代表什么，要弄清楚這一點(diǎn)，真的非常難?！?/p>

撰文：Tanya Lewis

翻譯：馮布

本文來自：環(huán)球科學(xué)