每年，成千上万的人接受通宵研究，以诊断他们的睡眠问题，其中大多数人都挂在脑电图（EEG）上，以监测从清醒到深波，慢波睡眠再进入快速眼动睡眠的大脑活动。 。但是仅凭脑电图并不能判断患者是否醒着或在做梦：医生只能通过记录快速的眼球运动（因此，名字和肌肉张力）来区分快速眼动睡眠，因为我们的身体在全身麻痹状态下放松以阻止我们表现出自己的行为。梦。
加州大学伯克利分校心理学和神经科学教授，描述该研究的论文的高级作者罗伯特·奈特（Robert Knight）说：“我们现在确实有一个指标可以准确地告诉您何时处于快速眼动睡眠状态。这是一个无意识的普遍指标。”该杂志于7月28日发表在在线杂志《 eLife》上。
加州大学伯克利分校心理学和神经科学教授，合着者和睡眠研究员马修·沃克说：“这些新发现表明，埋藏在人脑的静电中的东西完全是独一无二的。” “而且，如果我们第一次测量到这种简单的电子信号，我们就可以准确地确定某人正在经历的意识状态-做梦，清醒，麻醉或入睡。”
通过EEG区分REM睡眠的能力将使医生能够在手术过程中对处于麻醉状态的人进行监测，以探索麻醉药引起的意识丧失与正常睡眠有何不同-这仍是一个尚未解决的问题。这就是第一位麻醉学医学博士Janna Lendner发起这项研究的主要原因。
加州大学伯克利分校加利福尼亚大学麻醉学专业四年级的伦德纳说：“我们经常告诉我们的病人，'你现在要去睡觉'，我很好奇这两种状态实际上重叠了多少。”中心在德国蒂宾根。 “麻醉可能会产生一些副作用。如果我们对它们的重叠有一点了解（也许麻醉会劫持一些睡眠途径），从长远来看，我们也许就能改善麻醉效果。”
正如沃克（Walker）在2017年的著作《为什么睡觉》中所说，睡眠丰富了各种功能，包括我们学习，记忆和做出逻辑决定和选择的能力。为维护心理健康提供有益的服务，睡眠重新调整了我们的情感性大脑回路，让我们以冷静的头脑来应对第二天的社交和心理挑战。”
睡眠中断会干扰所有这些，增加医疗，精神病和神经系统疾病的风险。
大多数睡眠研究都集中在流经大脑神经网络的同步有节奏的波上，从发出深度睡眠信号的慢波（通常是在夜晚的头几个小时）到梦想睡眠的较高频率的波。这些波在许多通常称为“ 1 / f”的常规活动之上弹出，这些活动通常已被视为噪声而忽略了。
但是Knight和他的实验室研究这种“噪音”已有十年了，发现它包含有关大脑状态的有用信息。例如，在2015年，他和现在在圣地亚哥大学圣地亚哥分校（UC San Diego）任教的博士生Bradley Voytek发现，高频活动的数量随着年龄的增长而增加。 Lendner现在发现，相对于低频活动，高频活动的快速下降是REM睡眠的独特特征。
伦德纳说：“这种背景活动不是有节奏的，我们已经忽略了很长时间。” “有时候，它被称为噪音，但不是噪音；它携带了很多有关潜在唤醒水平的信息。这种措施使得仅通过观察脑电图就可以将REM睡眠与清醒区分开来。”
由于慢波与大脑活动的抑制有关，而高频活动（如在清醒时发现的活动）与兴奋性行为有关，因此急剧下降的现象可能表明大脑中有许多活动，包括与神经活动有关的活动。 REM睡眠期间，肌肉运动受到抑制。
这项新措施量化了不同频率下大脑活动的关系（在每秒大约1个周期到每秒50个周期的频率下有多少活动），并确定了斜率，即频谱下降的速度。在快速眼动睡眠中，这种1 / f“下降”比在觉醒时或在麻醉状态下更为明显。
Lendner在Walker加州大学伯克利分校的睡眠实验室中通过EEG头皮电极记录的20人的夜间大脑活动以及在大脑中放置电极以寻找癫痫病因的10人的夜间大脑活动中发现了这种特征性测量，作为脑外科手术的必要序言 减轻癫痫发作。
她还记录了12例癫痫患者和其他9例接受全麻普鲁酚麻醉的脊柱手术患者的大脑活动。
Lendner现在正在审查昏迷患者的大脑记录，以了解他们的大脑活动在一天当中的变化情况，以及是否可以使用1 / f下降来指示出现昏迷的可能性。
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