科学家发现，大脑活动会对长时间内的睡眠、身体活动、情绪和呼吸模式做出反应，这表明即使一周前的事件也会影响今天的认知功能。
根据一项开创性的研究，睡眠、运动、心率和情绪的日常影响（无论是积极的还是消极的）都会在我们的大脑中产生长达两周以上的影响。
一项独特的研究追踪了单个个体几个月的大脑功能，发现睡眠质量和体育锻炼等日常生活影响会随着时间的推移影响大脑活动。研究结果表明认知和记忆力会受到长期影响。
在一项开创性的纵向研究中，阿尔托大学和奥卢大学的研究人员通过脑部扫描以及从可穿戴设备和智能手机收集的数据，对单个个体的大脑和行为活动进行了为期五个月的监测。
了解大脑随时间的反应“我们希望超越孤立事件，”研究负责人 Ana Triana 表示：“我们的行为和心理状态不断受到环境和经历的影响。然而，我们对大脑功能连接在不同时间尺度（从几天到几个月）内对环境、生理和行为变化的反应知之甚少。”
研究发现，我们的大脑不会在瞬间、孤立地对日常生活做出反应。相反，大脑活动会随着多日的睡眠模式、身体活动、情绪和呼吸频率而演变。这意味着，即使是上周的一次锻炼或一个不眠之夜，也可能影响你的大脑，从而影响你的注意力、认知和记忆力，直到下周。
睡眠不安与默认模式网络节点以及默认模式网络和躯体运动网络节点之间的连接性较低有关。默认模式网络是一组大脑区域，当我们处于休息状态时，这些区域处于活跃状态，而不是专注于任何特定任务。躯体运动网络涉及负责控制运动和处理身体感觉（如触摸和身体反馈）的大脑区域。图片来源：Ana Triana 等人/阿尔托大学
研究还揭示了心率变异性（衡量心脏适应性的指标）与大脑连通性之间存在密切联系，尤其是在休息期间。这表明，即使我们没有积极专注于某项任务，压力管理技巧等对我们身体放松反应的影响也可能影响我们大脑的神经连接。研究还发现，体力活动对大脑各区域相互作用的方式有积极影响，可能影响记忆力和认知灵活性。即使是情绪和心率的细微变化也会留下长达 15 天的持久印记。
可穿戴技术在脑研究中的作用这项研究的不同寻常之处在于，很少有大脑研究需要数天甚至数周的详细监测。“可穿戴技术的使用至关重要，”Triana 说：“脑部扫描是有用的工具，但一个人静卧半小时的快照只能显示这么多。我们的大脑不是孤立运作的。”
Triana 本人就是这项研究的对象，她的日常生活受到监控。她既是主要作者，又是研究参与者，这一独特角色增加了研究的复杂性，但也为如何在几个月的个性化数据收集过程中最好地保持研究的完整性提供了第一手的见解。
“一开始，这很令人兴奋，但也有点紧张。然后，习惯养成后，你就忘了这些事情了。”Triana 说，来自设备的数据和每周两次的脑部扫描与来自情绪调查的定性数据相辅相成。
首席研究员 Ana Triana 在五个月的时间里通过脑部扫描、可穿戴设备和问卷调查跟踪了她的大脑、生理和行为活动。图片来源：Matti Ahlgren / 阿尔托大学 2024
分析大脑活动的反应模式研究人员发现了两种不同的反应模式：一种是持续不到七天的短期波，另一种是长达十五天的长期波。前者反映了快速的适应，比如注意力会受到睡眠不足的影响，但会很快恢复。长波则表明影响更为渐进和持久，特别是在与注意力和记忆力相关的领域。
研究人员希望他们的创新方法能够启发未来将大脑数据与日常生活相结合的研究，帮助个性化心理健康治疗。
“我们必须将日常生活中的数据带入实验室，才能全面了解我们的习惯如何塑造大脑，但调查可能很累人，而且不准确，”研究合著者、神经学家兼医生 Nick Hayward 博士说：“将同时进行的生理学与对一个人的重复脑部扫描相结合至关重要。我们的方法为神经科学提供了背景，并为我们对大脑的理解提供了非常精细的细节。”
开创个性化大脑研究这项研究也是患者研究的概念验证。实时跟踪大脑变化有助于及早发现神经系统疾病，尤其是可能被忽略的细微迹象。
Triana 说：“将大脑活动与生理和环境数据联系起来可能会彻底改变个性化医疗保健，为更早的干预和更好的结果打开大门。”
研究结果将于10 月 8 日在PLOS Biology（《公共科学图书馆·生物学》）上发表。
参考文献：“纵向单一受试者神经影像学研究揭示日常环境、生理和生活方式因素对功能性大脑连接的影响” 2024 年 10 月 8 日，PLOS Biology。DOI：10.1371/journal.pbio.3002797
来源：阿尔托大学
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