婴儿时期的睡眠时间比成年人多人类在不同年龄阶段睡眠状况会存在差异

作者:小菜 更新时间:2024-07-20 点击数:
简介:为什么婴儿时期的睡眠时间比成年人多?人类在不同年龄阶段睡眠状况会存在差异

【菜科解读】

()据新浪科技:国外媒体报道,人类一生中大约三分之一的时间在睡觉,科学家一直在讨论为什么睡眠占据我们如此多的时间,目前,最新一项研究表明,人类在特定年龄不同阶段,睡眠状况会存在差异。

关于为什么我们睡眠时主要集中在脑力活动的问题有两个主流解释理论:一种理论认为,大脑利用睡眠来重组细胞之间的联系,构建支持我们记忆和学习能力的神经网络;另一种理论认为,大脑需要时间来清理一天累积的代谢废物。

神经科学家一直在争论这些解释哪些是人类需要睡眠的主要原因,但是最新研究表明,对于婴儿和成年人来说,年龄不同,他们睡眠的主要原因也不一样。

这项研究发表在9月18日出版的《科学进展》杂志上,研究人员使用数学模型表明,婴儿大部分睡眠时间处于深度睡眠,也被称为随机眼动睡眠(REM)。

与此同时,我们的大脑细胞之间迅速建立新的连接,并不断地扩大,然后当蹒跚学步的婴儿接近两岁半的时候,他们的快速眼动睡眠时间快速减少,因为他们的大脑转换至维护模式,大部分睡眠时间用于清洁大脑代谢废物,并进行修复。

研究报告作者、美国加州大学洛杉矶分校圣菲研究所生态学、进化生物学和计算医学教授范·萨维奇称,这绝对是令人震惊的事情,这种大脑模式转换如此快速。

同时,研究人员还收集了其他哺乳动物的相关数据,其中包括:兔子、老鼠和豚鼠,发现它们的睡眠可能经历类似的转变,然而,现在判断这些模式在许多物种中是否一致还为时过早。

瑞士伯尔尼大学儿童与青少年精神病学和心理治疗大学医院的神经学家莱拉·塔鲁赫说:我认为实际上这种大脑模式转换可能并没有那么明显,而是更平稳,或者个体之间转换的年龄会有所不同,大脑发育的速度因人而异,我们发现2-3岁之间的数据点非常‘稀疏’。

新兴的假说理论

2007年发表在《美国国家科学院学报》的一篇研究报告指出,萨维奇和理论物理学家杰弗里·韦斯特发现动物大脑体积与脑代谢率能准确预测动物睡觉的时间,这比基于动物整体大小进行的预测更准确。

一般而言,拥有较大体积大脑和较低脑代谢率的大型动物比拥有相反特征的小型动物睡眠时间更少。

这一规律普通存在于不同物种之间以及同一物种不同年龄阶段,例如:老鼠比大象的每天睡眠时间更长,新生婴儿每天睡眠时间比成年人更长。

然而,睡眠时间随着大脑体积变大而逐渐减少,研究人员希望知道这种变化在不同动物身体上发生的有多快,以及随着时间推移这种变化与睡眠功能是否有关。

为了开始回答这些问题,研究人员收集了关于人类睡眠时间的现有数据,收集了从新生儿至15岁儿童的数百个数据点,他们还收集了大脑体积和代谢率、脑细胞联系密度、身体大小和代谢率、不同年龄阶段快速眼动睡眠时间比率等数据,研究人员从60多项研究中得出获得这些数据点。

婴儿每天睡眠时间大约是成年人的两倍,他们的睡眠时间中较多地处于快速眼动状态,但长期以来,人们一直不清楚这种状态到底起什么作用。

研究报告作者建立了一个数学模型来跟踪分析所有这些随时间变化的数据点,观察这些数据点出现怎样的模式变化。

婴儿大脑代谢率很高,因为大脑细胞建立了许多新的连接,这与婴儿较多的快速眼动睡眠状态有关。

因此,他们得出结论称,婴儿时期较长时间的快速眼动有助于大脑快速重构,因为新的大脑网络形成,婴儿学习新的技能。

萨维奇说:这种关联性并不会很快发生改变,当婴儿进入2-3岁,逐渐地他们快速眼动时间将减少。

与此同时,大脑皮层(大脑褶皱表面)的细胞代谢率也发生了变化,在婴儿时期,代谢率与脑细胞之间现有连接数量和大脑神经网络建立新连接所需能量成正比,随着大脑重构速率减缓,相应的代谢率也会减慢。

塔鲁赫称,在人类生命的最初几年里,大脑正在建立大量新连接,其发展速度很快,这就是为什么我们看到人类的技能学习速度很快的原因。

发展心理学家将这称为神经可塑性的关键时期——大脑细胞之间建立新连接的能力。

在那个关键时期之后,神经可塑性并没有消失,但正如新的数学模型所预测的那样,新连接的构建速度显着减缓,非快速眼动睡眠与快速眼动睡眠的比例也在增加,这支持了非快速眼动对大脑维持比神经可塑性更重要的观点。

萨维奇称,展望未来,研究人员计划将该睡眠数学模型应用至其他动物,观察在动物发育早期是否也会发生类似的重构至修复的转变。

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研究报告第一作者、美国德克萨斯大学奥斯汀分校信息、风险和运营管理系副教授曹俊宇(音译)称,我们知道人类大脑发育在出生之后是不同寻常的,因此可以想象这里描述的人类相变可能比其他物种出现得更早,甚至这种变化是在出生之前。

就人类睡眠而言,塔鲁赫指出,在快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠期间,脑电波活动模式是不同的,考虑到快速眼动时间的变化,未来的研究可能揭示特定的脑电波活动是否会随着年龄增长而塑造大脑。

从理论上讲,这些模式的中断破坏可能会导致婴儿和幼儿时期出现发育障碍,但这仅是一种假设。

外星人不来地球?或达成协议忽略人类文明

  虽然这些年已经有了很多关于外星来到地球的目击事件与传言,但说实话,并没有确定的证明指明,外星人真的接触过人类,为此,许多的科学家便开始寻找外星人,以期能在短时间内与外星文明建立联系。

当然,外星人是否存在这一问题已经无需再过多论证,茫茫宇宙我们可不能自大到只有人类这一种文明生命的存在。

那么,这么多年过去了,外星人为什么不来地球?有一种说法是外星人之间达成了忽略人类文明的协议。

外星人为什么不来地球?  1950年的一天,物理学家恩利克·费米在洛斯阿拉莫斯国家实验室与人讨论外星人的事,突然冒出来一句:“他们都去哪啦?”——这就是著名的费米悖论,它所表达的是先进的地外文明存在的极大可能性与缺乏观测证据之间的矛盾。

  目前,费米悖论仍是现代科学的一个重要未解之谜。

  外星人都去哪了?地球人都不知道。

但是在1973年,麻省理工学院的射电天文学家约翰·鲍尔提出了一个潜在解决方案。

鲍尔认为,外星人之所以不与人类交流是因为:他们把地球当作荒芜之地或者动物园。

  在这所谓的“动物园假设”中,外星人出于保护自己或保护地球的目的有意忽视地球,并在他们内部达成共识。

这又引出了一系列有趣的问题。

浩瀚如宇宙,不同文明间的交流受诸多因素影响,其中光速是最主要的。

地外文明间要促成共识无疑是一项壮举。

问题是,外星人是怎么做到的呢?  如今,在邓肯·福根的研究工作下,我们多少有了点眉目。

福根来自英国圣安德鲁斯大学,他建立了银河系的数学模型来模拟地外文明如何通过交流网络来促成孤立地球的条约。

  福根实现设定一些简单的假设。

其中最重要的一条是:地外文明间的间距足够大,信息的传递速度也受光速限制。

福根还假设地外文明只在银河系内宜居地发展,而且银河居住带在银河系6千秒差距至10千秒差距的环形二维空间内。

(秒差距为天文学上的长度单位,1000秒差距为3260光年,太阳距离银河中心8千秒差距。

)  接下来,计算机开始模拟,文明在可居住区内随机出现或消失。

电脑测量出不同文间的距离,并计算在此距离先信息传递所需要的时间。

如果信息传递时间是在外星人寿命尺度范围内,那么他们就可以频繁通信,并且有可能达成共识。

  关键问题是基于何种原因所有地外文明行动才会如此一致。

为了解决这个问题,福根在他的模型中不断修改参数,他想知道银河系交流会受什么因素影响。

福根选定的参数包括地外文明的数量、地外文明的生存时间以及文明诞生的时间差。

  算法非常简单:  1、首先,计算机通过文明建立的时间对所有文明的集合进行分类。

首先建立的文明会组织自己的星际同盟,并成为这个星际团体的盟主。

  2、计算机随后测试盟主与后来建立的文明间是否通讯。

  3、如果存在通讯,那么后起的文明会加入同盟。

  4、如果不存在通讯,那么该文明会建立自己的同盟。

  5、测试完同盟内的文明后,计算机会重复算法测试同盟外的文明,直到所有地外文明共属一个同盟。

  很明显,地外文明的数量越少,他们之间发生联系的可能性也越小。

实际上,这种情况下有多少地外文明就有多少同盟,但这样动物园假设就站不住脚了。

但是,据福根介绍,当地外文明的数量超过500时,星际同盟的数量就会很少。

所以接下来福根将地外文明的数量修正为500,并且改变文明所延续的时间。

  结果很有趣。

模型显示,最初各文明间很少联系,他们达成共识的可能性也非常低。

随着时间增长,星际同盟间开始联系,他们就有机会讨论如何对待地球这样的新兴文明。

  但由于总有一小部分文明诞生于银河系边缘地带,很难与其他文明发生关联,所以星际同盟的数量应该有很多。

“有文明关联的同盟应该不止一个”。

  文明的“寿命”也很重要。

福根的模型认为,如果文明只延续了不到100万年,那么就很有可能形成多个星际同盟。

而如果所有文明的延续时间都远超过100万年,并且,所有文明诞生的时间大致相同,那么就有可能建立起单一的星际同盟。

  当然,福根的模型也有很多局限。

比如,它忽略了行星间的相互运动。

随着时间增长,这种相互运动将导致文明的扩散,这样文明间的相互联系的可能性要比模型预测的大。

  另外,福根的模型也没有考虑到文明互动的决定因素。

福根认为,不同文明间的差异很大。

“如果文明同盟间有接触,菜科网,他们很可能有不同的宇宙观,会有不同的权利与义务以及不同的组织机构,”福根说。

  换言之,银河系的文化应该是多元的。

所以,如果动物园假设是正确的,它也只是在很偶然的情况下成立。

对此,福根有自己的看法。

“如果动物园假设是正确的,星际间的互动应该在政治或军事压迫下实现的,尽管这会损害一些同盟的利益,”福根总结道。

外星人何以不答,霍金曾发出警告:不要暴露人类文明

科学家们借助目前世界上最大、最灵敏的阿雷西波射电望远镜,多次监测到一个相同的神秘无线电信号。

这是不是人类迄今接收到的第一个来自外星的问候?诸如此类的话题再一次激发起人们对探索地外智慧生命的关注和想象。

  茫茫宇宙,只有地球才是孕育智慧生命的惟一星球?如果外太空存在其他的文明,为何人类不懈地向无垠宇宙空间发送的呼唤电波,一直得不到回答?是不是我们的联系方式有误或是外星生命真的不存在,抑或它们存在于某处,但只是沉默不语呢?  本文只是一种假设,试图解释在探索宇宙中生命问题时所遇到的一系列矛盾现象。

外星人发神秘信号?  据环球时报1月10日援引英国媒体报道,天文学家公布了加拿大一座射电望远镜接收到来自遥远星系的神秘信号细节。

  宇宙中的脉冲信号多了,为什么这次不一般?  据报道,这一无线电脉冲确切的性质和起源尚不清楚,但在这一无线电信号中,有一个非常不寻常的重复信号。

这一重复信号中两次相同的无线电脉冲,都来自大约15亿光年距离的一个相同信号源。

  一些人会认为,来自太空的会重复出现的相同无线电信号,很可能是智能生物制造的信号,类似于人类能够制造的各种重复信号。

  同类事件以前只出现过一次,由另一台射电望远镜发现并证实。

  哥伦比亚大学(UBC)的天体物理学家斯塔尔说:“发现两次这样的事件,表明这一现象可能意味着更深刻的含义。

”她说:“随着投入更多的设备和更多可用于研究的对象,我们或许可以理解这些宇宙谜题 —— 这些重复的信号来自哪里,以及它们是什么原因造成的。

”  发现这一重复信号的CHIME天文台位于加拿大不列颠哥伦比亚省的欧肯纳根山谷,其望远镜由四个100米长的半圆柱形天线组成,每天都扫描整个北半球夜空。

该射电望远镜去年才开始运行,几乎立即检测到13个无线电突发信号,包括了一个重复的信号。

  加拿大麦吉尔大学的学者腾道卡说:“我们发现了人类知道的第二个宇宙重复无线电信号,它的特性与发现的第一个重复信号非常相似。

”“这告诉我们更多关于这样的重复信号的特点。

”  网友:不要回答!不要回答!不要回答!  霍金曾发出警告,希望世界上能够监听到宇宙信号的射电望远镜不要回答任何可疑讯号。

在不明白对方意图的情况下,不要暴露人类文明的存在。

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