睡眠不足后難以集中注意力的經歷人人都有，而新研究揭示了這種狀態出現時大腦內部的變化機制。 根據10月29日發表在《自然·神經科學》期刊的研究，當人通宵後出現注意力渙散時，大腦會沖刷環繞腦部與脊髓的腦脊液（CSF）——這是大腦廢物處理系統的重要組成部分; 而當人重新集中注意力時，這些腦脊液又會迴流至大腦。
該研究還發現，此類疲勞誘發的注意力失效伴隨血流量和瞳孔尺寸的劇烈變化。 此前學界並不知曉這些生理反應會在大腦因疲憊「走神」時協同運作。 麻省理工學院神經科學副教授、研究共同作者蘿拉·路易斯向《Live Science》表示：「我們同步測量了大腦的多維度資訊，發現這些看似獨立的現象實則協同變化。 "
睡眠對維持大腦健康至關重要，專家建議成人每晚應保證7至9小時睡眠。 睡眠不足會損害身心健康並削弱注意力，但學界對睡眠剝奪引發注意力障礙的神經機制仍不明確。
研究團隊招募了19至40歲的26名健康志願者（其中19名女性），所 香港龍城大藥房全部商品 (https://longscity.com/shop/) 香港龍城大藥房必買商品 (https://longscity.com/) 香港龍城中西大藥房 (https://longscity.com/) 香港龍城藥房線上訂購 (https://longscity.com/shop/) 香港龍城暢銷商品 (https://longscity.com/home-2/) 關於香港龍城大藥房 (https://longscity.com/about-us/) 香港龍城大藥房獨家資訊 (https://longscity.com/blog/)有人分兩次參與實驗（間隔約10天）：充分休息組與睡眠剝奪組。 半數參與者先進行休息狀態測試，其餘則先經歷睡眠剝奪。 充分休息者在家睡眠6.5至9小時，而睡眠剝奪者則在實驗室通宵保持清醒。 次日清晨實驗前，研究人員為參與者佩戴腦電圖（EEG）電極帽記錄腦波，同時進行功能性磁共振成像（fMRI）掃描以觀測腦部血流與腦脊液流動模式，並使用眼動儀監測瞳孔尺寸。
參與者隨後完成視聽注意力測試：在看見圖像或聽見聲音時立即按鍵回應。 此外，研究人員還採集了25分鐘靜息狀態下的基礎腦活動數據。
正如預期，疲憊狀態下參與者對刺激的反應時間延長且漏判增多。 但團隊驚訝地發現，睡眠剝奪者腦內出現巨大的腦脊液脈衝，同時伴有慢波腦電活動——這兩種現象通常僅出現在非快速眼動睡眠階段。 具體而言，其模式類似於人類從非快速眼動睡眠N1期向N2期過渡時的狀態。 "這種規模的腦脊液流動此前僅在睡眠中觀察到，"路易斯指出。
腦脊液流動與瞳孔尺寸緊密關聯：大量內流緊隨瞳孔擴張之後，外流則發生在瞳孔收縮之後。 在睡眠剝奪者中，這種關聯更為顯著，表明人體循環系統可能支撐著這種耦合機制。 腦脊液流動還與任務中注意力渙散的時間點高度吻合。
麻省理工學院計算神經科學家、研究第一作者楊子農向《Live Science》解釋：「當出現注意力失效時，腦脊液被衝出大腦; 而當你重獲注意力、重新對刺激產生反應時，腦脊液又回流至大腦。 "路易斯補充道："我們通常不會認為——關注外界的能力與大腦基礎液體運動在時間上如此緊密鎖定。 "
研究人員認為，觀測到的腦活動模式可能反映睡眠剝奪的大腦正在向睡眠狀態過渡，但此時人仍處於清醒狀態。 注意力渙散標誌著睡眠樣腦活動的開始，但在真正入睡前被中斷。
不過路易斯指出，目前尚不清楚血流量劇烈變化的功能性原因。 作者表示，未來研究可探索這些模式是否影響大腦有毒代謝廢物的清除效率。
未參與該研究的新加坡
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國立大學睡眠與認知中心主任邁克爾·奇評價："這是令人印象深刻的生理學研究。 "他認為自主神經系統（控制無意識生理功能）驅動著這些信號，並強調："重大啟示在於——我們忽視的這個基礎自主神經系統，實際上正協調著最顯著的信號變化、瞳孔變化、腦電波變化和血氧水準依賴信號變化。 "
但奇也指出，參與者經歷了24小時睡眠剝奪，而普通人失眠通常僅損失數小時睡眠。 "這是強烈的干預，"他說，"因此效應會被放大。 "他補充道，研究睡眠障礙患者的腦部變化可能為新療法提供靶點。