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  微睡眠時,大腦和睡意相關的區域活躍度增加,和醒意相關的區域活躍度下降。但因為存在單調的工作也可以導致微睡眠較為複雜的神經調節,且每個人的大腦結構有所差異,故客觀判斷與微睡眠相關的神經活動較為困難。因此建立對照用實驗組並進行對照檢驗極其重要。  一項對正常休息過的人同時透過眼視訊測試、行為反應測試、腦電圖、功能性核磁共振測試的實驗中,20名參與者需要看著操縱桿在螢幕上以上下左右四個方向移動長達50分鐘,動,過半數參與者在盯著操縱桿這一持續視覺運動任務時發生了腦電圖意義上的微睡眠,同時負責保持醒意的丘腦、中腦、活動減弱。  Chou (2011)的實驗檢測了五位受試者從微睡眠狀態被刺激甦醒時的神經啟用模式,發現視覺區、額葉區、邊緣葉在收到直接刺激時的啟用,以及前皮質、顳葉、、島葉在醒後的啟用,由此得出“思考判斷能力滯後與甦醒後恢復,並有可能導致危險”的結論。  睡眠及睡意的產生由多種化學物質調節。多巴胺被認為促進了睡意,而腺苷被認為提升了醒意,共同參與微睡眠在內的睡眠調節。微睡眠狀態下,) 加強,抑制了基底核的視覺處理。視覺處理通路被抑制後,負責釋放多巴胺的細胞並不透過基底核的相同通路去抑制,導致了微睡眠發生和神經處理能力的下降。

  微睡眠和許多疾病關聯。睡眠呼吸暫停是最為流行的與微睡眠相關疾病,影響了1,000到1,500萬人。其他關聯疾病包括髮作性嗜睡病、嗜睡症、精神分裂症等造成白天過度嗜睡的疾病。微睡眠片刻往往被患者忽視,不常作為臨床診斷指標,多項睡眠測試常被用來偵測微睡眠。  由於反覆出現的微睡眠常常會影響正常的日常生活,多數臨床研究致力於利用藥物手段減少微睡眠在內的日間過剩的睡意。莫達非尼在此方面幾乎無副作用,故而在藥物選擇上十分流行;新藥研發中往往會有和莫達非尼及安慰劑的效果比較。莫達非尼也有用來治療或正被測試治療精神分裂症、發作性昏睡、猝倒症、睡眠呼吸暫停。在莫達非尼擴大治療物件和新藥與之比較療效的過程中,各類造成嗜睡疾病的藥物干預手段的研究正在完善。  微睡眠有時是藥物治療的副作用,例如用於治療帕金森病的多巴胺刺激藥物,昏睡是、等的負面作用之一。這些藥物可以在50%開車中的帕金森病人中導致突然起效的睡意。因此臨床研究也致力於減輕這種負面作用。  多數微睡眠在臨床上並不顯著。感到睏倦的人往往喜歡去使用一項無需處方的刺激劑,例如含咖啡中的咖啡因。高頻率的低劑量咖啡因的攝入在對延長清醒情況下保持注意力確實有效,因為咖啡因是腺苷的競爭性拮抗劑,實驗也從而證實腺苷在保持清醒中的作用。其它刺激劑還包括阿得拉爾、苯丙胺、可卡因和菸草等。

  偵測微睡眠的方法有很多,惟尚無對最優偵測和分類微睡眠方案的定論。簡單的方式諸如心理測驗、語言測試、行為測試(如打哈欠測試和眼視訊測試);複雜的也有如軟體輔助的腦電圖、核磁共振、眼電圖、多導睡眠圖。多項測試可能可以使得診斷更為準確。  儘管有人試圖透過主要是腦電圖或者眼動測試來進行微睡眠總分類,現階段仍然存在不同條件下偵測到的不同種類的微睡眠。Karolinska睡意量表之類的主觀自述型別的心理測試儘管和腦電圖被認為有正關聯,但很難區別睡意的程度而存在侷限性。未來的研究需要更加註重小而微的客觀現象,例如更短間隔內的腦電波細節等,來揭示電活動和行為活動的關係,以獲得更高的偵測準確率。如此,微睡眠可以自然而然地和不同的清醒狀態區別出來。

  在美國,單單疲勞駕駛一項每年就造成1,550死40,000傷,使得睡眠不足成為重要的公共安全議題。微睡眠主要表現為在一小會兒失去意識後重新清醒,或者在清醒和昏睡的狀態之間快速切換。在行車途中,疲勞駕駛的司機會可能會經歷無知覺的幾秒鐘,這便是微睡眠的具體例子。司機很難發現自己失去了的幾秒鐘,但微睡眠期間的駕駛卻有極大造成交通事故的風險。  歷史上,不少交通事故在微睡眠期間發生。微睡眠狀態下的駕駛被指間接造成了2003年發生:火車司機心臟病發,而值班守衛卻被監察者指在微睡眠狀態,只是列車異常速度無法被正常響應。2009年的造成飛機墜毀大西洋的法國航空447號班機空難中,機長曾報告說:“我昨夜沒睡夠。只有一個小時,那不夠。”遂甩手給兩位副駕駛,後者未能在飛機遇到危險的時候合理處置,造成了事故。切爾諾貝利核事故中,反應堆開始過熱的主要原因就是睡意昏沉的操作人員錯誤地關閉了製冷系統,最終導致了一系列事故發生。  因此,微睡眠常常在用來檢測司機的睡意以及預防工傷和公共安全事故。相關資料如下:  例如無聊的課程等單調事務也會導致微睡眠狀態的發生,這時微睡眠也叫。
微睡眠(英語:Microsleep)是指一小段維持幾秒到半分鐘不等的陷入睡眠或者睡意昏沉的時間,在此期間,人不對任何感官知覺有所反應而處於無意識狀態。微睡眠主要表現為在一小會兒失去意識後重新清醒,或者在清醒和昏睡的狀態之間快速切換。在行為學中,微睡眠的主要表徵為眼簾下垂、瞼閉遲緩、緩緩點頭。在電生理層面,微睡眠被定義為腦電圖代表著清醒狀態背景活動的8–13 Hz的活動為4–7 Hz的活動所取代。一些專家通過以上述的若干行為學指標來判斷微睡眠狀態,其餘多以腦電圖特徵為鑑定依據。