برای اولین بار محققان متوجه شده‌اند که یک ناحیه کوچک از مغز در حین بیداری برای چند می‌کروثانیه خاموش می‌شود و در مقابل، همان ناحیه در زمان خواب ناگ‌هان فعال می‌گردد. این کشف می‌تواند در درک بهتر بیماری‌های عصبی مرتبط با اختلال‌های خواب راه‌گشا باشد.
مکانیسم شگفت‌انگیز مغز در حالت‌های بیداری و خواب
بر اساس گزارشی از نیواطلس و مقاله‌ای منتشرشده در نشریه نیچر، دانشمندان دانشگاه واشنگتن در سنت‌لوئیس و دانشگاه کالیفرنیا سانتا‌کراز فهمیده‌اند که امواج مغزی در یک ناحیه محدود، به‌صورت ناگ‌هانی و برای لحظاتی بسیار کوتاه در زمان بیداری متوقف می‌شود. در عین حال، وقتی فرد در خواب است، امواج مغزی در همان ناحیه به‌صورت یک‌باره فعال می‌شوند.
این مطالعه چهارساله با ثبت حجم عظیمی از داده‌های الک‌تروفیزیولوژیک از ده ناحیه مختلف مغز موش‌ها انجام شده است. محققان فعالیت گروه‌های کوچکی از نورون‌ها را در مقیاس می‌کروثانیه طی چند ماه ردیابی کردند و سپس داده‌های جمع‌آوری‌شده را با استفاده از یک شبکه عصبی مصنوعی تحلیل نمودند تا الگو‌های می‌کروثانیه‌ای و ناهنجاری‌های مربوطه تفکیک شوند.
با کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین، داده‌های فعالیت مغز در بازه‌های می‌لی‌ثانیه‌ای بررسی شد و مشخص گردید که فعالیت تعداد معدودی نورون در یک ناحیه خاص، برخلاف سایر بخش‌ها رفتار می‌کند. نرخ فعالیت این ناحیه در حالت خواب به حالت فلیکر یا سوسوزدن در می‌آید. این داده‌ها نشان می‌دهد که حتی در زمان بیداری کامل، چند نورون در آن ناحیه کوچک وارد حالت خواب می‌شوند، در حالی که بقیه اعضای بدن به کار خود ادامه می‌دهند.
محققان برای درک عکس‌العمل‌های فیزیکی ناشی از این تحولات نورونی، رفتار موش‌ها را در طول این بازه‌های کوتاه رصد کردند. مشاهده شد که موش‌ها در حین بیداری، وقتی آن ناحیه مغزی وارد حالت خواب می‌شد، گیج و خیره به نظر می‌رسیدند. از سوی دیگر، در طول خواب، در لحظات فعال‌شدن همان تکه مغز، حیوانات تکان می‌خوردند.
این یافته‌ها می‌تواند بینش‌های تازه‌ای برای شناخت و درمان شرایط عصبی مرتبط با اختلال‌های خواب فراهم آورد.
