做夢其實超耗腦力，日本最新研究揭開大腦在「快速動眼期」的能量悖論
日本東北大學的一項最新小鼠研究發現，大腦在「快速動眼睡眠」（REM）期間，雖然血流量增加，且星狀膠質細胞內的丙酮酸（pyruvate）濃度跟著上升，但神經元中可供立即使用的能量分子「ATP」卻不增反降。這項發現顯示，大腦在做夢時，其實會經歷短暫的「能量失衡」。
這篇發表於《Communications Biology》期刊的研究證實，REM 睡眠絕非大腦在單純休息。為了透視大腦的運作，研究團隊以小鼠為實驗對象，先用透明的「UV 可固化樹脂」覆蓋其頭骨，接著透過廣域螢光影像技術，精準追蹤大腦能量系統的三大指標：血容量、星狀膠質細胞中的丙酮酸、神經元內的 ATP。
觀察結果出現了有趣的現象：在進入夢境活躍的 REM 階段前約 50 秒，大腦就開始「超前部署」，血容量會率先從大腦後部上升並向前方擴散；然而，當 REM 正式啟動後，神經元內的 ATP 濃度卻呈現下降趨勢。
為什麼獲得了更多血液與代謝物，神經元的能量卻變少了？研究團隊推測，這代表大腦在做夢時，可能正在處理強度更高或更特殊的複雜神經活動，導致「能量消耗的速度，短暫超過了補充的速度」。這也說明，即使血流增加、星狀膠質細胞累積了更多代謝物，這些資源並不會直接轉化為神經元內更高的可用能量，意味著大腦能量的輸送、轉換與消耗，其實是分開獨立調控的。
▲ NREM 睡眠期，腦波可預測局部大腦血容量變化。透過穿顱螢光影像的血管「陰影」，可估算局部血流量（左圖）。在 NREM 睡眠時，θ（Theta）波與 4 秒後的血流變化高度吻合（中圖），顯示血管會隨神經活動動態調整，為大腦提供即時的能量（右圖）。（Source：TOHOKU University）
研究共同作者表示，REM 睡眠提供了一個絕佳的自然模型，讓科學家能觀察大腦是如何重新分配有限的能量。這項發現不僅有助於我們理解睡眠是如何幫助鞏固記憶，更揭開了大腦維持高效運作背後的神祕面紗。
（首圖來源：Unsplash）