每個人都知道睡眠很重要，但對於睡眠對大腦的實際作用，我們仍有很多不了解的地方–以及如何提高其益處？為了進行調查，美國陸軍授予萊斯大學和其他機構的研究人員一筆資金，用於開發一種便攜式頭盔，可以在睡眠期間監測和調整通過大腦的液體流動。
我們大多數人都熟悉睡眠不足帶來的腦霧，但其中的確切過程仍然是神秘的。2012年，科學家們在該領域取得了巨大的突破，他們發現了腦脊液系統，該系統在深度睡眠期間通過腦脊液的沖洗來清除大腦中的有毒廢物。睡眠的中斷已經越來越多地與阿爾茨海默氏症等神經系統疾病相關。
研究唾液系統可以為睡眠障礙和如何治療它們提供新的見解，但目前它需要大型笨重的核磁共振機器。因此美國軍隊正在資助萊斯大學、休斯頓衛理公會和貝勒醫學院的研究人員開發一種可穿戴的頭盔。
“由於核磁共振成像不容易運輸，國防部詢問我們是否可以設計一個小型的、便攜式的帽子，可以在睡眠中測量和調節戰士的大腦健康，以提高他們的表現，”萊斯大學生物科學和生物工程研究所（IBB）的執行主任Paul Cherukuri說。”開發這個原型將要求我們從現成的設備開始，在建立我們自己的傳感器技術和算法的同時向它們學習。
該系統將由可穿戴硬件組成，這些硬件使用一系列方法從大腦中獲取信號，這些信號將使用新設計的算法進行處理。然後，神經調控設備可以刺激大腦中的液體流動。
信號將通過頭蓋上的混合傳感器來收集。腦電圖（EEG）測量大腦中的電活動，而流變腦圖（REG）測量血流。其他傳感器使用超聲脈衝測量液體流動–眼眶超聲（OSG）通過眼窩發送這些脈衝，而經顱多普勒（TCD）超聲則通過顱骨發送這些脈衝。然後可以使用經顱電刺激（TES）和低強度聚焦超聲脈衝（LIFUP）控制液體流動。
該團隊說，開發測量和控制大腦中液體流動的便攜式技術不僅會幫助士兵，也會幫助病人，改善我們對睡眠期間發生的事情的理解，並有可能導致對睡眠和神經系統疾病的新治療。
貝勒大學教授菲達-沙伊布說：”雖然人類一生幾乎有三分之一的時間在睡覺，但關於睡眠的作用及其對人類生存和功能的影響的統一理論還沒有被確定下來。有利於清除廢物並防止其在大腦中沉積的技術與睡眠障礙患者有關，特別是那些有可能患阿爾茨海默氏症等神經退行性疾病的患者。”
在可能成為一個多年期項目的第一年，該撥款金額為280萬美元。該團隊希望在一年後提出第一個初步結果。