“在静止状态下，单个神经元以高度有组织的方式激发，作为几秒钟的级联事件，”刘说。“这不是随机噪声。我们希望在静止状态下会发现神经元在某个组织中放电，但我们没想到有这么多神经元参与的高度有组织的活动模式。”

研究人员分析了艾伦研究所收集的公共数据集。艾伦研究所的科学家们记录了数百个静止和活跃啮齿动物神经元的神经元“尖峰”——通过大脑传递信息的电脉冲。他们还测量了瞳孔变化和身体运动。总体而言，宾夕法尼亚州立大学的研究人员将他们的分析集中在来自 14 只啮齿动物的 44 个不同大脑区域的约 10,000 个神经元的个体动力学上。

在休息期间对啮齿动物进行分析，当它们的身体静止时;然而，据研究人员称，尚不清楚这些动物是在睡觉还是只是在休息，因为它们是睁着眼睛睡觉的。

刘和他的团队分析了低频固定时间间隔内自发性尖峰活动的频率。他们观察到，70% 的记录神经元，无论大脑区域或起源如何，都参与了持续 5 到 10 秒的重复性、有序的全球大脑活动级联。级联的典型特征是从一组在休息时更活跃的神经元到另一组在主动运动期间表现出更强烈尖峰的连续激活。

尽管级联事件的意义尚不清楚，但研究人员认为，根据他们对瞳孔大小、海马体的 delta 波和波纹活动(各种神经活动的指标)的分析，它们可能与大脑唤醒状态和记忆有关。

“大脑中的 Delta 波和瞳孔大小是大脑唤醒状态的指标，”刘说。“例如，啮齿动物睡眠期间的 delta 波比清醒时强得多。另一方面，海马纹波是对记忆巩固很重要的高频振荡事件。”

Liu 和他的团队发现，两个唤醒指标——瞳孔大小和 delta 波——以及海马涟漪在每个全球尖峰级联的周期中系统地发生了变化，这意味着它们在每个周期的不同阶段更高或更低。唤醒指标和涟漪的这种协调变化表明静息状态大脑活动中的级联事件可能将大脑的唤醒和记忆系统联系起来。