睡眠这件事儿,耗去了我们的小半生——有1/3的时间我们都在睡觉。然而,为什么要睡觉?人们一直在探索,从未有定论。 未解之谜有人会说,睡觉是为了让大脑和身体休息,满血复活——这样显而易见的答案却经不起推敲,为什么不能在我们清醒的时候进行休整,而非得经历一段无意识的昏昏睡眠? 睡眠在动物中也很常见,不过它们睡觉的方式各有千秋。蝙蝠把一天内的20个小时都用来睡觉,而马似乎采用了所谓的“达芬奇睡眠法”,一天内打几个盹就够了,加起来才3小时。有些鸟类和水生哺乳动物的睡眠方式更加奇特,左右脑轮流睡觉,可以一边睡觉一边飞翔或游弋。甚至连爬行动物、鱼类、果蝇和线虫有也对外界刺激反应降低的安静的休息阶段,尽管科学界对于是否要将之定义为“睡眠”还颇为踟蹰。 睡眠如此多态,让那些想给睡眠找出一个唯一的通用的终极解释的研究者们十分苦恼。不过诸多物种的睡眠都有共同点——大脑的变化,例如睡眠中全部或部分意识会丧失,缺觉可损害认知功能。要搞清楚睡眠,必须研究大脑和神经 通过研究脑电波(electroencephalograph,EEG),人们还是大致弄清楚了睡眠的各个阶段。人们正常睡眠的一个周期内有两个时相:非快速眼动睡眠期(NREM)和快速眼动睡眠期(REM),NREM和REM交替出现,交替一次即为一周期,持续约90分钟。一晚约有5-6个睡眠周期。NREM还可分为4个阶段。不同的阶段有不同的脑电活动。 批评者认为这派观点低估了睡眠的作用。如果并非“保存能量躲避天敌”这样简单,那么睡眠到底有什么不可忽视的重要作用呢?批评者提出了诸多证据来反驳这一假设。[3]相关解释大致可分两类:
“记忆巩固说”广受欢迎,研究颇多,不过近几年来另一种学说异军突起——“突触稳态说(synaptic homeostasis hypothesis, SHY)”[7,8]。突触是神经元之间的连接结构,当我们形成新记忆时,相关的突触连接会加强。而我们觉醒的时候新记忆不断形成,突触连接不断增强,增加能耗——这个过程如果持续下去我们的大脑会吃不消,再也没有空间来形成新的记忆。“突触稳态说”提出,慢波睡眠可解决这个问题,通过减弱不必要的突触连接,平衡各突触权重,回到基线水平,为随后的学习记忆提供空间和能量,以实现记忆的可持续发展。 不少证据支持该学说,例如一天结束时,相比起一天开始时,我们大脑的灰质会消耗更多的能量。在大鼠和果蝇里也观察到,突触连接在清醒时增强,在睡眠时降低。人们学习新东西时用到的那一部分大脑在睡眠时会产生更深的波。[8-11] 睡眠这件复杂的事儿,又牵扯到大脑和神经这样复杂的系统,即使有着多种功能也不奇怪,因此也难怪睡眠理论如此百花齐放。任何一种理论,想要深入人心,必须研究清楚详细作用机制,而这条路漫漫而修远兮。 |
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