我們對走神的感覺都不陌生，尤其是睡眠不足時。 一項新研究表明，這些短暫的注意力分散實為大腦試圖補足通常在睡眠中進行的維護工作。 該研究由麻省理工學院（MIT）的研究人員開展，通過腦電圖（EEG）頭盔和功能性磁共振成像（fMRI）掃描儀採集腦部數據。 研究中所稱的“注意力失敗”——即走神期間——伴隨著腦脊液（CSF）短暫流出大腦，約一兩秒後重新迴流。
這些模式與深度睡眠中常見的腦脊液波動相匹配。 學界認為，夜間這種液體流動有助於清除日間積累的代謝廢物。 “若不睡眠，腦脊液波動會侵入清醒狀態——這在正常情況下不會發生，”麻省理工學院神經科學家蘿拉·路易斯解釋道，“但此時需付出注意力代價：在液體流動的瞬間，注意力會暫時失效。 ”
研究觀察到，睡眠剝奪者體內液體流動幅度更大。 參與者均接受兩次測試：一晚充分休息后與徹夜不眠后。 不出所料，前一晚未睡眠時，他們在研究測試中的認知表現普遍更差。 儘管充分睡眠後偶爾也會走神，但在通宵未眠后發生頻率顯著增高。 這彷彿大腦正試圖通過微睡眠爆發來彌補休息缺口，暫時犧牲了注意力集中能力。
研究人員對比了充分睡眠與完全失眠後的腦脊液流動及走神時段（“遺漏事件”），發現反應速度減慢時記錄到更高流量（C; 數據源自單次測試）。 主導該研究的神經科學家楊宗農表示：「可將其理解為：因大腦極度需要睡眠，它竭力進入類睡眠狀態以恢復認知功能。 你的腦部液體系統正通過推動大腦在高注意力與高流動狀態間切換來恢復功能。 ”
我們深知睡眠對
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健康福祉至關重要。 缺失休息會增加患病風險、造成特定腦區功能損傷並改變世界觀。 本研究揭示了大腦彌補缺覺的部分機制。 除腦脊液的進出是伴隨注意力失敗最顯著的生理變化外，研究者還發現呼吸與心率減緩、瞳孔尺寸縮小。 雖然未深入探究這些現象，但研究者假設走神時段可能影響全身，或由單一控制系統調控。 劉易斯指出：「這些結果表明，存在統一神經迴路同時調控我們視為高級腦功能的部分——如注意力、感知與回應世界的能力——以及腦脊液動力學、全腦血流和血管收縮等基礎生理過程。 ”
該研究已發表於《自然神經科學》