互动科普

每隔几秒，大脑会发出一个脑电波，就像海面上升起一个巨大的波浪。几十年前，科学家在用功能性磁共振成像（fMRI）技术扫描人和动物的大脑时，首次发现了这种超低频脑电波，不过，当时的研究人员认为这只是一种电子噪音，或是几种较快脑电波的集合，没有重视。

现在，一项新研究检测了小鼠的超低频脑电波（频率小于0.1赫兹），结果表明，这是一种与众不同的大脑活动，与动物的意识状态紧密相关。不过，对于这种脑电波的来源和功能，科学家仍然知之甚少。

功能性磁共振成像技术可以检测大脑的血流变化，而大脑的血流变化又与神经活动有关。这项新研究的重要参与者、华盛顿大学医学院的放射学和神经科学教授马库斯·赖希勒（Marcus Raichle）说，“如果你让一个人躺在成像仪内，什么也不做，这时候，你看到的大脑成像其实是相当杂乱的。这些静息状态下的神经活动，让我们开始关注，这时大脑成像图上的信号到底代表着什么。”相关研究已经发表在4月的《神经元》（Neuron）杂志上。

为了搞清楚大脑中究竟发生了什么，赖希勒的团队一方面使用钙/血红蛋白成像，利用荧光分子从分子水平探测神经元的活动；另一方面用电生物学的方法，记录下了不同皮层的神经元信号。他们同时检测了清醒和麻醉状态下小鼠的大脑活动，其中对清醒小鼠的检测，是在一个黑暗房间完成的，当时小鼠正在吊床上休息。

研究团队发现，清醒小鼠的大脑皮层中有超低频脑电波通过，而在被麻醉后，脑电波的方向会发生改变。研究人员说，这种波与所谓的δ波（频率为1~4赫兹）和其他频率更高的脑电波是不同的。

赖希勒说，这些超低频脑电波对大脑来说或许非常重要。“想象下皮吉特湾的那些巨浪，如果遇到海啸，日子可能会非常难过，但正是在那种情况下，浪端才能闪现出绝美的浪花，”他说。换句话说，这种超低频脑电波可使大脑更加活跃——让思想的浪花闪现。

其他研究人员表示，非常欣赏新研究采用的方法，但对研究结论，即超低频脑电波与其他脑电波完全不同，他们则持怀疑态度。哥伦比亚大学祖克曼研究所的生物医学工程学教授伊丽莎白·希尔曼（Elizabeth Hillman，未参与新研究）说：“我想提醒大家，对新研究得出的结论（静息状态下的功能性磁共振成像图反映出了大脑的一些特殊属性，这些属性与皮层间的高频波动没有任何关系）还是要谨慎对待”。希尔曼在2016年发表了一篇论文，他文章中提到，受试者在静息状态下时，功能性磁共振成像得到的信号中，其实存在多种频率的脑电波，而不仅仅是低频脑电波。

不同的大脑信号是如何联系在一起的？研究人员还需要开展进一步的研究，才能弄清楚这个问题。“这种脑电波模式非常新，”希尔曼指出，“我们还不知道它们到底代表什么，要弄清楚这一点，真的非常难。”