我們是半腦睡眠嗎
海豚和海豹有一種本領(lǐng)，能靠“單一的半腦”來(lái)維系睡眠，也就是說(shuō)，當它們的大腦一半處于熟睡狀態(tài)時(shí)，另一半則表露出清醒狀態(tài)所特有的腦電活動(dòng)。
人類(lèi)和其他動(dòng)物的睡眠，究竟是呈“全腦”狀還是也能作出某種程度的“局部”調整?越來(lái)越多的研究證據開(kāi)始支持后者。這種局部化的睡眠觀(guān)能對清醒意念襲擾朦朧睡意的案例，如夢(mèng)囈、夢(mèng)游等失眠插曲形成更充分的理解。在這些案例中，即使從單一的局部方位記錄到的腦電波表明當事人始終處于熟睡之中，但他們還是會(huì )訴說(shuō)徹夜未眠。
它還有望解釋朦朧睡意是如何襲擾清醒意念的，例如我們因睡眠剝奪而喪失注意力的瞬間。這些“超微睡眠”在駕駛車(chē)輛時(shí)可能特別危險，各種旨在檢測其蛛絲馬跡的手段已被開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如通過(guò)監測司機的眼睛運動(dòng)來(lái)探明睡眠的征兆。
飛鳥(niǎo)、游魚(yú)、爬行動(dòng)物和其他哺乳動(dòng)物跟我們至少有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是它們都會(huì )睡眠。睡眠是我們生命中起著(zhù)支配作用的一部分，而且顯然是命運攸關(guān)的。雖然睡眠令哲學(xué)家、作家和科學(xué)家們?yōu)橹?zhù)迷已有好幾個(gè)世紀，但真正意義上的科學(xué)研究是直到上世紀50年代才起步的。從那時(shí)以來(lái)，睡眠科學(xué)揭示了諸多有關(guān)睡眠結構與模式的奧秘。但即便如此，它的起源和功能在很大程度上依然充滿(mǎn)著(zhù)尚未解開(kāi)的謎團。
我們?yōu)槭裁匆X(jué)
對于睡眠的解釋可謂眾說(shuō)紛紜，從避讓危險到保持體能，從調節情緒到處理信息乃至鞏固記憶，簡(jiǎn)直不勝枚舉。這些解釋各有各的長(cháng)處和弱點(diǎn)。與其著(zhù)力搜尋單一而通用的睡眠功能，還不如探討它對每個(gè)生物組織層面的影響恐怕會(huì )更有收獲。
從整個(gè)生物層面上來(lái)說(shuō)，睡眠的一個(gè)主要功能也許是調整心律之類(lèi)的自主神經(jīng)活動(dòng)；睡眠障礙常和自主神經(jīng)系統的功能不良，例如心搏異常等相關(guān)聯(lián)。從大腦層面上來(lái)說(shuō)，它可以通過(guò)減少穿越中樞神經(jīng)系統的信息量來(lái)支持記憶鞏固。然而，記憶鞏固也會(huì )在我們清醒之際發(fā)生。
從神經(jīng)細胞層面上來(lái)說(shuō)，睡眠可改變神經(jīng)元的點(diǎn)燃率，同時(shí)使跨越細胞網(wǎng)絡(luò )的點(diǎn)燃，發(fā)生短暫的分布變化而取得同步，這可能引起其連接性的變化。對神經(jīng)細胞連接性進(jìn)行所謂的突觸穩態(tài)調整，能幫助神經(jīng)系統避免過(guò)載。近年來(lái)對果蠅的研究，便提供了對這一理念的支持。
人類(lèi)睡眠有一個(gè)被忽視的作用，那就是社會(huì )隔離性。作為一種群居動(dòng)物，我們需要睡眠可能是為了鞏固對復雜社會(huì )生活的駕馭和洞察力。
睡眠受什么掌控
人體和它的不少功能是通過(guò)為數眾多的生物鐘而跟24小時(shí)周期取得同步的。比方說(shuō)，我們保持清醒時(shí)的大腦活動(dòng)在很大程度上取決于一天的不同時(shí)刻。晝夜定時(shí)系統是由一套核心基因所組成的，這些基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物會(huì )作用于相互連接的反饋環(huán)，藉以精確調整它們自身在24小時(shí)周期內的生成進(jìn)程。雖然位于大腦的“中央”生物鐘在很大程度上制約著(zhù)清醒與睡眠，但在其中發(fā)揮作用的還有其他因素。
一個(gè)關(guān)鍵因素就是光亮。我們都知道，在燈光通明的房間里是較為難以入睡的。這是因為光亮會(huì )刺激視網(wǎng)膜中被稱(chēng)為“內在感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞”的專(zhuān)化細胞，而這些細胞的作用則在于讓生物鐘和晝夜周期取得同步，刺激大腦中保持警覺(jué)的其他區域。就連普通的室內燈光或計算機屏幕閃爍的熒光，也可能影響生物鐘并抑制誘導睡眠的激素——褪黑激素的分泌。
英國吉爾福德薩利睡眠研究中心在最近開(kāi)展的研究中發(fā)現：降低夜光強度和∕或采用遏制藍色調、凸顯黃色調的燈光，可望將破壞睡眠的不良效應減小到最低限度。由此可見(jiàn)，只要開(kāi)發(fā)更宜人的夜光照明，對人造光的破壞效應多加留意，那么就有可能改善睡眠的質(zhì)量。
然而，如果你已經(jīng)活動(dòng)了非常長(cháng)的時(shí)間，那么甚至在燦爛的陽(yáng)光下也是難以保持清醒的。這種“睡眠壓力”多半是由一種名叫腺苷的神經(jīng)調質(zhì)造成的。作為世界上用得最廣泛的興奮劑，咖啡因會(huì )在大腦中有腺苷起作用的部位對受體進(jìn)行圍堵。
多長(cháng)時(shí)間才算睡夠
新生嬰兒一天可能要睡18小時(shí)之久，而人到中年的首席執行官睡上5個(gè)小時(shí)就能應付自如。那么，多長(cháng)時(shí)間的睡眠是有益于健康的，我們究竟需要多長(cháng)時(shí)間的睡眠呢？簡(jiǎn)短的回答是：你的需求取決于你的年齡和性別，它是因人而異的。
幼小的動(dòng)物睡眠時(shí)間要比成年后的動(dòng)物來(lái)得長(cháng)，人類(lèi)也不例外。睡眠的結構和強度也是不一樣的?；蛟S是為了促進(jìn)大腦成熟的緣故，年輕人往往以快速眼動(dòng)睡眠為主，而且非快速眼動(dòng)睡眠十分深沉。深度睡眠和快速眼動(dòng)睡眠都能促成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的可塑性，這對于掌握新的技能是有幫助的。最近的一份研究報告發(fā)現，嬰兒在生長(cháng)陡增期間會(huì )延長(cháng)睡眠時(shí)間。
青春發(fā)育期間的睡眠會(huì )趨于淺弱，而且重心轉向偏后的幾個(gè)小時(shí)，反映了大腦重新布線(xiàn)的廣泛范圍。負責計劃和抑制不恰當行為等執行功能的大腦額葉，由于神經(jīng)元修剪而導致突觸密度明顯降低。少男少女在快年滿(mǎn)20歲時(shí)的睡眠習性越來(lái)越像“貓頭鷹”，他們不愿起床并不只是出于懶惰，這時(shí)的青春期生物學(xué)還巴不得對上學(xué)時(shí)間來(lái)一番調整。
現有充分的證據表明：年輕人再怎么睡也不算過(guò)分。他們在按8小時(shí)睡眠作息方案生活時(shí)依然會(huì )睡眼惺忪，其程度遠遠超過(guò)遵循同樣方案的老年人。如果年輕的成人被迫在黑暗中每天臥床16個(gè)小時(shí)，他們最初會(huì )睡12小時(shí)之久。然而，幾天以后就穩定到不足9個(gè)小時(shí)，可見(jiàn)他們是在償還睡眠之債。
我們會(huì )隨著(zhù)年齡漸增而睡得更少，在深度睡眠和快速眼動(dòng)睡眠中度過(guò)的時(shí)間也會(huì )相應減少。與此同時(shí)，學(xué)習新的技能被證明更為困難。一個(gè)令人著(zhù)迷的問(wèn)題是：通過(guò)避免睡眠方面與年齡有關(guān)的變化，我們是否能避免心理素質(zhì)方面與年齡有關(guān)的衰退呢？
如果老年志愿者被迫在黑暗中臥床，他們往往會(huì )睡7.5個(gè)小時(shí)。對長(cháng)壽者的調查研究發(fā)現，他們的夜間睡眠時(shí)間為6～7.5個(gè)小時(shí)。
睡眠和生物節律中還存在著(zhù)性別差異。這些差異在貓、嚙齒目動(dòng)物、果蠅和人類(lèi)身上都有所體現。女性可享受到品質(zhì)更優(yōu)的深度睡眠和時(shí)間更長(cháng)的睡眠。生物鐘同樣存在性別差異：就其周期而論，女性比男性短6分鐘，這一點(diǎn)有助于解釋女性何以通常比男性更慣于早起早睡，更有可能以“清晨活躍族”自詡的原因。
夜不能寐的社會(huì )
我們的社會(huì )在過(guò)去的一個(gè)世紀里發(fā)生了巨大變化，尤其是在睡眠方式上。電燈、電視機、計算機和輪班作業(yè)，無(wú)不使傳統的睡眠習慣為之改變。這不僅同睡眠剝奪密切相關(guān)，而且還會(huì )嚴重影響我們的健康。
我們的睡眠時(shí)間比以前少了，這是一個(gè)經(jīng)常被提及的話(huà)題。半個(gè)世紀前，人們據信每夜可睡8個(gè)小時(shí)以上，而現在我們平均睡7個(gè)小時(shí)。
這方面的證據不是特別令人信服，原因無(wú)非在于50年前的科學(xué)家對人們睡多長(cháng)時(shí)間不是太感興趣。然而，我們中有人被剝奪睡眠是毫無(wú)疑義的。幸好，我們比以往任何時(shí)候更理解夜不能寐所帶來(lái)的惡果。
對你來(lái)說(shuō)，夜不能寐是一件壞事。交通事故有五分之一和疲勞相關(guān)聯(lián)。睡眠剝奪還會(huì )直接影響到健康：過(guò)去10年間有好幾項流行病學(xué)方面的研究將失眠同健康不佳和死亡率增高聯(lián)系在一起。例如睡眠量減少同肥胖癥和糖尿病風(fēng)險增大之間存在著(zhù)聯(lián)系，這一點(diǎn)可以從睡眠剝奪破壞食欲和刺激饑餓感的后果上得到解釋。
英國對1萬(wàn)余名公務(wù)員長(cháng)達17年的調查研究發(fā)現：那些將睡眠時(shí)間由7小時(shí)減少到不足5小時(shí)的人，死于各種原因的幾率提高了1.78倍。例如，死于心血管疾病的風(fēng)險上升了2.25倍。
有害于身體健康的不只是睡眠剝奪。與按最佳周期睡眠的人相比，睡眠時(shí)間過(guò)長(cháng)也和死亡風(fēng)險增大相關(guān)聯(lián)，雖然其原因尚未探明。
現在迫切需要對失眠癥有更透徹的理解，因為它給經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jì)帶來(lái)的損失，僅美國一地就每年約達600億美元之多。
夜不能寐還有更微妙莫測的后果。一份研究報告顯示，睡眠剝奪會(huì )增加大腦中參與對焦慮和情緒調整的扁桃體區域的活動(dòng)。除此之外，在幾乎所有的精神疾病中都可找見(jiàn)某種形式的睡眠障礙。
溫馨的新型鬧鐘
在當今世界上，我們中有很多人需要用鬧鐘來(lái)喚醒自己。不過(guò)，如果順其自然的話(huà)，我們最終還是會(huì )蘇醒的。執行這一使命的信號，是在下丘腦中名叫視交叉神經(jīng)核（SCN）的大腦區域里形成的。它通過(guò)調整褪黑激素等的激素節律以及食欲素之類(lèi)的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調質(zhì)，在睡眠與清醒的定時(shí)中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。
由于體內呼喚信號近乎溫婉，所以很容易睡過(guò)頭。更何況，呼喚常會(huì )慢上一拍，因為我們多數人有一個(gè)天然運行超過(guò)24小時(shí)的生物鐘。傍晚時(shí)分接觸到手機、電視機和計算機發(fā)出的光亮還可能將生物鐘撥慢一個(gè)小時(shí)，從而使事態(tài)更趨糟糕。
在沒(méi)有鬧鐘的情況下，我們多半是在快速眼動(dòng)期間醒過(guò)來(lái)的，有些科學(xué)家將這個(gè)階段稱(chēng)為“蘇醒之門(mén)”。在快速眼動(dòng)期間，大腦有相當一部分區域處于活動(dòng)之中，因此可能更容易切換到完全警覺(jué)的蘇醒狀態(tài)。但在深度睡眠中，大腦有許多區域處于靜止狀態(tài)。如果在這種狀態(tài)被鬧鐘驚醒，我們就會(huì )感到昏昏欲睡。
現在，有不少新型鬧鐘試圖以更愉悅的方式，確保達到喚醒的目的。有一家公司提供的監測方式，可確保鬧鐘在快速眼動(dòng)期間鳴響，而手機和手腕佩戴式的監測器號稱(chēng)可檢測到快速眼動(dòng)與非快速眼動(dòng)的差異，目的還是在于確保對意識領(lǐng)域更溫馨的“襲擾”。另一種方法就是利用光亮：明暗交替周期畢竟是天然的“計時(shí)員”，光亮永遠是無(wú)與倫比的鬧鐘。
助睡新藥
安眠藥（或催眠劑）是為了模擬天然睡眠機制而設計的，它們涉及到眾多在大腦和身體里傳遞信息的分子，例如神經(jīng)遞質(zhì)和激素。多數催眠劑將目標鎖定在大腦中特定的神經(jīng)遞質(zhì)和受體位點(diǎn)，尤其是γ-氨基丁酸（GABA）這一大腦主要抑制信號分子上。有些催眠劑則作用于褪黑激素之類(lèi)的激素。
這些藥物大多是有效的，新一代的產(chǎn)品尤其如此。但它們在某種程度上改變了睡眠結構和腦電波，而且多數安眠藥還有一定的副作用，例如次日清晨昏昏欲睡或對夜晚清醒時(shí)發(fā)生的事失去記憶等。
根據對腦電路涉及睡眠與清醒周期的新認識，治療失眠癥的藥物目前正在研制之中。它們瞄準的目標是化學(xué)信使所作用的大腦蛋白質(zhì)，例如血清素、食欲素、組胺或褪黑激素的受體。這些新藥有的似乎只是改變了睡眠定時(shí)或持續時(shí)間，并沒(méi)有引起腦電波的生成變化。如果此類(lèi)發(fā)現在更大規模的研究中得到印證，那么這些藥物可望使現行安眠藥得到彌足珍貴的提升。
■相關(guān)鏈接 什么是睡眠
嚴格地說(shuō)，“睡眠”這一術(shù)語(yǔ)只適用于具有復雜神經(jīng)系統的動(dòng)物。然而，在脊椎動(dòng)物身上辨認出類(lèi)似睡眠的狀態(tài)是可能的，這使我們得以對睡眠作出更寬泛的界定。這些狀態(tài)包括休息與活動(dòng)的周期、一成不變的身姿、睡眠剝奪后缺位的響應性和補償性休息。特別是昆蟲(chóng)有一種非常類(lèi)似睡眠的狀態(tài)，例如蝎子和甲殼綱動(dòng)物就是如此。
即使缺乏神經(jīng)系統的微生物也有活動(dòng)與靜止的日常周期，而推動(dòng)這一周期的則是所謂的體內生物鐘。所以，睡眠的起源可追溯到40億年前的生命黎明期，微生物就是在這一時(shí)期為回應黑夜和白晝的輪值而改變行為模式的。
有些研究人員將睡眠視為見(jiàn)之于整個(gè)動(dòng)物王國的靜止狀態(tài)連續體的一部分。一旦確切地弄明白微生物在哪些方面受惠于這類(lèi)狀態(tài)，我們就能為簡(jiǎn)單的有機體是否睡眠的問(wèn)題提供一個(gè)意味深長(cháng)的回答。
睡眠的周期
大腦在睡眠期間會(huì )發(fā)生復雜的變化。典型的夜間睡眠要經(jīng)歷好幾個(gè)周期，兼有快速眼動(dòng)（REM）和非快速眼動(dòng)（NREM）睡眠。利用腦電圖測定腦電活動(dòng)和相關(guān)的腦電波，能觀(guān)察到這些變化。
非快速眼動(dòng)睡眠可分為三個(gè)階段：NREM1、NREM2和NREM3，每個(gè)階段被認為是漸次“遞加深度”的。
在經(jīng)歷非快速眼動(dòng)睡眠階段后，我們會(huì )進(jìn)入快速眼動(dòng)或簡(jiǎn)稱(chēng)REM的睡眠?？焖傺蹌?dòng)睡眠期間的腦電圖，跟清醒或瞌睡狀態(tài)很相似。我們做的許多夢(mèng)就是發(fā)生在這個(gè)階段。
每個(gè)周期持續約1個(gè)半小時(shí)，夜間睡眠通常由5～6個(gè)周期所構成。
除了大腦活動(dòng)發(fā)生變化之外，睡眠的特點(diǎn)還表現在每分鐘心律減少約10跳，身體中心溫度降低1℃～1.5℃以及運動(dòng)和感知的減少。
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