瑞士科学家揭示快速眼动睡眠期间大脑感官处理的深刻转变：从外部声音转向内部心跳信号，为理解意识状态提供了新视角。

一项由洛桑大学和日内瓦大学科学家合作开展的最新研究发现，当人脑进入深度快速眼动（REM）睡眠时，其感官处理机制会发生动态重塑，不再优先处理外部环境声音，而是转向聚焦内部的心脏信号。这项研究揭示了在REM睡眠过渡期间，大脑对外部声音的响应能力逐渐减弱，而对内部心脏信号的处理则系统性增强。

为了量化这一独特的神经转变，研究团队开发了一种创新的“听觉-心跳指数”（audio-cardio index），该指数提供了一个新型的生理标记，可用于评估意识的改变状态。

研究详细阐述了以下几个核心发现：

• 内部感官重塑优先级： 大脑在进入REM睡眠时并非全面关闭感官处理；相反，它选择性地抑制外部环境输入，同时上调内部脏器信号（如心跳）的处理。
• REM不同阶段的渐进性断开： 环境感官与外部世界的断开在“相位性REM睡眠”（以快速眼球运动和肌肉抽搐为特征）期间达到顶峰。而“张力性REM睡眠”则代表了清醒与完全感官门控之间的一种中间状态。
• 听觉与心跳信号的互反性转变： 高密度脑电图（EEG）记录证实了一种反向的生物学关系：当大脑对外部听觉音调的电反应减弱时，由心跳诱发的神经反应则显著增强。
• 诊断性听觉-心跳指数： 研究人员开发了一种量化比率，用于比较外部与内部感官处理的偏好，这提供了一个客观的生物标志物，能够评估非反应性临床人群（如昏迷或微意识患者）的意识深度。

“你是否属于那种即使旁边炸弹爆炸也能继续安睡的人？” 洛桑大学和日内瓦大学的科学家们为这种现象提供了一个初步的解释。

这项研究由洛桑大学医院（CHUV）临床神经科学系主任、洛桑大学生物与医学学院高级讲师Marzia De Lucia领导，并与日内瓦大学教授Sophie Schwartz合作完成。研究成果于2026年8月3日发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上，详细阐述了大脑在从清醒状态到REM睡眠的转变过程中，如何逐步重组其感官信息处理方式。

“断开”而非“拔掉插头”

大脑持续不断地接收来自环境和身体内部的刺激，是整合信号的真正大师。然而，神经科学家们一直未能完全理解大脑如何精确地分类、优先排序和组合这些信息——更神秘的是，当我们在不同意识水平之间转换时（例如从清醒到睡眠），这一过程如何变化。

该研究的共同第一作者Jacinthe Cataldi解释说：“REM睡眠为解决这个问题提供了一个理想的背景。”她指出，尽管REM睡眠的神经活动与清醒大脑有相似之处，但其核心特征是与外部世界的深刻断开。这种断开伴随着更高的觉醒阈值：来自环境的感官信息更难到达大脑，然而大脑仍在继续处理其他类型的信号。

渐进的转变过程

REM睡眠并非一个均一的状态，它在“张力性REM”（tonic REM）和“相位性REM”（phasic REM）两个阶段之间不断交替。在相位性REM期间，会出现快速眼球运动，这也是该睡眠阶段名称的由来。相位性REM还伴随着短暂的肌肉抽搐以及更不稳定的心率和呼吸节律。

这两个阶段在感官断开程度上也有所不同：对外部刺激的敏感性从清醒状态到张力性REM，再到相位性REM，逐渐降低，并在相位性REM达到最低水平。

该研究的另一位共同第一作者Andria Pelentritou解释说：“我们利用这种众所周知的渐进性转变，比较了大脑对外部听觉刺激的神经反应与对内部输入（本研究中是心跳）的反应。”

神经科学家们对25名志愿者进行了为期两晚的睡眠监测，使用脑电图（EEG）记录了他们的神经活动。他们比较了在清醒和不同睡眠阶段中，由听觉刺激和心跳触发的电位反应，并由此获得了一项重要发现：随着大脑对环境声音的神经反应减弱，对心脏信号的处理反而增强。 Marzia De Lucia总结道：“这并非是对刺激的全面抑制。相反，大脑将‘听觉’转向了内部。”

听觉-心跳指数：评估意识的新工具

随后，科学家们计算了一个指数，用以指示大脑优先处理哪种类型的信号——换句话说，这个指数可以量化大脑相对于心跳而言，对环境声音的关注程度。

Marzia De Lucia表示：“这个听觉-心跳指数可以作为意识改变状态的标记，特别是在个体无法通过行为进行响应的情况下。”她进一步指出，该指数最终可能有助于更好地区分难以评估的意识状态，如昏迷或微意识状态，从而为临床诊断和治疗提供新的客观依据。