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《睡眠的秘密世界》

 东方文捷 2020-03-24

比谣言更可怕的,是你根本不清楚睡眠的真相  

如果说一个人被强行剥夺了睡眠,会发生什么呢?传说中的睡眠剥夺实验,就给出了令我们毛骨悚然的答案。不光会神志不清、歇斯底里,还会像怪兽那样撕咬和掏空别人的身体。同时他们拥有强大的攻击力去伤害身边无辜的人。

惊悚的文字和配图,试图让我们相信它曾真实发生。但事实上,历史没有任何证据表明它真的存在过。

所谓的睡眠实验相关照片和视频,只不过来自于恐怖电影的片段而已。之所以它能成为口口相传的都市传说,还得益于真实存在的睡眠剥夺实验。真正的睡眠剥夺实验则更多的是一个人对睡眠发出的挑战。一位叫兰迪·加德纳的大学生一直对睡眠非常痴迷。他常常思考人究竟能多长时间不睡觉,以及长期不睡会发生什么的问题。

但凭借着大脑的想象,是无法弄清楚这些问题的。兰迪便想直接 拿自己的身体为实验材料来进行睡眠剥夺实验。有了这个想法后,他找来了同学进行严格监督,以及研究员进行记录。

最终结果是,他于1963年12月28日至1964年1月8日连续240个小时(即10天)没有睡觉。这是人类故意不睡觉且不使用任何兴奋剂的最长时间。

不过在实验结束前,他就出现了幻觉,以及神志不清的状况。好在同学和医生的细心帮助,他的身体才没有出现很大问题。

我们恐怕很少人知道:睡眠剥夺曾是20世纪常用的罪犯审讯方法之一。实际上,这种不人道的方法很大程度上影响着审讯的结果。就有研究表明, 彻夜不睡觉的人在假口供上签字的概率至少提高了3倍以上。

人类在不睡觉时,包括记忆、判断、决策等相关的认知功能会减退。恐怕我们很难想象,不睡觉会让自己承认根本没有犯过的罪行,但这种事情确实会发生。

毫无疑问,睡眠是人生中很重要(有可能是最重要)的组成部分。在《睡眠的秘密世界》,神经科学家佩内洛普·A.刘易斯探索了大脑在夜间的活动,以了解睡眠的真正益处。 她展示了当我们的身体休息时,大脑如何演练它在白天接收到的任务,重现创伤以平息它们,并与久远的记忆建立联系。通过了解夜间大脑在我们白天的生活中扮演的角色,我们可以改善两者之间的关系,甚至可以激发创造力,变得更聪明。这是对神经科学最令人惊讶的身体结构的迷人探索,显示了科学如何能够利用睡眠的力量来改善学习、健康等。

为什么睡觉?

阿米巴虫会睡觉吗?它们肯定会在某些时候蜷缩起来,进入不活跃的状态,但这个问题的确切答案取决于你如何定义睡眠——而睡眠的定义不止一个。

如果采用极简主义的标准,你可以认为睡眠是指生物体进入不活跃的状态;如果在此时受到戳刺或是惊扰,它的反应没有平时那么激烈,但如果有危险逼近,它能够从这种状态中醒来。这种不活跃的状态似乎是有目的的,因为在睡眠受到干扰后,动物总会试图弥补(我们称之为反弹式睡眠)。根据这一松散的定义,阿米巴虫的确会睡觉。它们停止移动,蜷缩起来,哪怕被戳也毫无反应。这一状态会持续几个小时,通常是在夜间;如果老是被戳,休息受到干扰,它们也会出现反弹反应。昆虫、鱼类和两栖动物也会睡觉。事实上,动物王国的所有成员都会时不时地打个盹。对于黄蜂和其他有触须的昆虫来说,睡眠状态尤其明显,因为触须会弯曲下垂,这表明它们对环境的警觉性降低了。

那么,睡眠只是动物在无所事事的时候进行的一种活动吗?事实正好相反:睡觉常常是一件危险的事情。大部分动物生活在充满掠食者的环境中,一旦失去对危险的警觉性,它们很容易遭到攻击。要是没能发现鬼鬼祟祟靠近的掠食者,动物很容易沦为别人的盘中餐。我们这里说的不光是老鼠、长尾小鹦鹉或是蝌蚪之类脆弱的小动物,大型动物同样面临危险。比如说,躺着打盹的长颈鹿需要大约15秒钟才能站起来,要是这时候附近正好有只饥饿的狮子,那它就太不走运了(或许正是出于这个原因,长颈鹿大部分时间都站着打盹或是靠在树上小憩;不过每天晚上,它们还是需要躺下来一小会儿,享受一点高质量的睡眠)。1既然睡眠这么危险,而动物(例如长颈鹿)不惜以身犯险,这说明睡眠一定很重要。某些生活在野外开放水域里的动物(例如鹦鹉鱼)想出了一些聪明的法子,尽量减少午睡的风险。鹦鹉鱼会在自己体外形成一层粘滑恶臭的覆膜,以此吓退垂涎它的掠食者。宽吻海豚、鸭子和很多鸟类则创造了两个大脑半球轮流休息的睡眠方式,这种状态下它们的大脑活动模式表明,同一时间段进入睡眠的只有一个大脑半球,另一个半球则保持清醒,控制着一只眼睛睁开以观察有无危险,同时协调一些基本的运动,例如游泳或者拍打一只鳍足来保持漂浮。两个半球轮流休息的睡眠方式带来了一个关于意识的有趣问题:如果只有一个大脑半球处于活跃状态,那么这只动物真的醒着(或者说有意识)吗?

睡眠的功能

那么,睡眠的目的到底是什么?这样消耗大量时间又危险的行为在动物界如此普遍,那么,它必然有某种重要的功能。在睡眠研究的历史上,阿兰·莱齐茨查芬(Alan Rechtschaffen)扮演着重要角色,他曾经表示,“如果睡眠不提供某种生死攸关的功能,那它就是演化过程中最大的错误。”在这一论断的提示下,科学家们合情合理地达成了共识:睡眠必然很重要。但是,睡眠为什么重要呢?这个问题的答案就五花八门了。一种流行的观点是,睡眠是动物节约能量的一种方式。归根结底,动物睡觉时不怎么动弹(海豚等两个大脑半球轮流睡眠的动物除外),那么这种不活跃的状态必然会节省一些能量。这个假说很有蛊惑性。比如说,我们知道,为了节省能量,很多动物会冬眠;而且从表面上看,冬眠和睡眠似乎有许多共性——但是,冬眠通常会持续好几个月,而且冬眠时动物体温会大幅降低(有时候仅比冰点高出几度),远低于睡眠时的水平。事实上,许多动物冬眠期间体温会短暂地升高,以便获得足够的睡眠。这意味着它们投入了部分能量来获取睡眠——所以,睡眠的目的不可能是单纯地节省能量。

要研究睡眠为什么那么重要,还有一条路,那就是观察睡眠不足会引发什么后果。我们对睡眠不足的研究十分深入——在许多针对老鼠的残忍实验中,我们剥夺老鼠的睡眠甚至到了致命的程度;而以人类为标本的实验则小心得多,通过这些谨慎的实验,我们仔细分析了睡眠不足状态下人类的大脑、激素水平、注意力、记忆力和决策力。

在一项经典的实验中,我们在一片水池里放了一个倒扣的花盆,然后把老鼠放在花盆顶上。花盆的顶高于水面,但面积很小,一旦老鼠的肌肉放松下来,它就会掉进水里(然后变得湿淋淋的!)(图1)。有一个睡眠阶段(REM阶段,或者说眼快动睡眠)的标志是身体肌肉彻底松弛,所以这一实验确保了老鼠每次进入REM阶段就会湿淋淋地醒来。享受这种待遇的老鼠很快就失去了对体温的控制能力,体重减轻,皮肤出现损伤;几周内,它们全死光了。这一实验表明,睡眠对于体温调节和整体健康(例,缺乏睡眠最终导致死亡)十分重要;不过实验结论也饱受非议,因为老鼠在实验中承受着巨大的压力。正如你能想象到的,某些批评只是抨击实验过程的残忍,显然在当代,这样的实验难以被道德委员会接受;而某些批评则有其科学意义。仔细思考一下这项实验,你很快就会意识到,这些不幸的小动物死于非命的原因其实并不那么明确。真的是因为睡眠不足?还是因为环境带来的巨大压力引发了健康问题?后续的小鼠实验试图回答这个问题,但目前还未得出能让怀疑论者满足的答案。‍

*本节选摘自《睡眠的秘密世界》

睡眠的秘密世界

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睡眠小知识

陌生环境睡觉 一半大脑醒着

我们知道像海豚一类的海洋动物在睡觉时一半的大脑还保持着清醒。最近一项研究发现,人类在一些特殊环境下也会出现类似的状态。研究者让参与实验的人在实验室睡一晚,结果发现,实验对象在深度睡眠时,左脑的活跃程度明显高于右脑。研究者称,人们在陌生环境中时,会不自觉地保持一半大脑醒着以防有危险情况发生。

祝大家都能拥有健康甜美的睡眠

步入21世纪的第二个十年了,人类还是没有攻克失眠  

NBA篮球运动员一晚睡眠超过八小时,每分钟得分会提升近三成。

美国宇航局NASA发现短短二十六分钟的小睡就能使太空人的表现更好。

企业中睡眠不足的员工会缺乏生产力与创意,第二天员工的生产力也会降低——这一点无人能否定。

只要一晚睡四小时,对付癌症的自然杀手细胞数量剩下不到一半,脑中的清洁大队运作不良,无法清除阿兹海默症的毒性蛋白。

连续清醒十九小时后开车,你的精神状态和酒驾没两样。

容易觉得肚子饿,吃饱了却还想再吃,体重居高不下。

睡眠有利健康,这是最无用的废话;多睡眠皮肤会好——这一点估计是大多女生不用科学实验就相信的道理。

关于睡觉,中国古代也有不少研究。比如,陆游曾经写过“华山处士如容见,不觅仙方觅睡方”,这里的这个华山处士就是单田芳评书里老出现的那个世外高人陈抟老祖,五代宋初时著名道教学者,隐居在华山,经常在华山一睡就几个月,他主张睡眠养生,以睡方和睡功传道,名副其实是个“睡仙”。

陆游缺乏睡眠,现代人这种慢性病更是严重,据统计现代有三分之二的成年人无法达到足够的建议睡眠量——这也是为什么近两年监控睡眠指标成为各种可穿戴手环的标准配置了。

你上一次彻夜不眠是什么时候?也许是通宵备考,也许是照顾宝宝,也许只是焦虑让你无法入睡,又也许你患有失眠症,早已习惯了彻夜无眠。那时候你感觉怎么样?恐怕不太美妙。不过,第二天你能照常生活吗——睡眠不足对人类精神的影响远大于物理影响。不用多说你也应该很清楚,要是得不到足够的睡眠,我们人类很容易觉得烦躁。这方面最极端的例子也许是兰迪·加德纳(Randy Gardner)的故事,在1965年的一项学校科研实验中,这位17岁的少年连续11夜不曾入睡(创下了当时的纪录)。最开始几天里,加德纳难以集中注意力,也难以重复简单的绕口令;到了第四天,他出现了记忆丧失和轻微的幻觉(例如把一盏街灯当成人)。一周后,他说话变得缓慢而含糊,到第九天和第十天,他出现了更显著的认知损伤——比如说,从100开始倒数,他数到65就停了下来,显然是因为他不记得自己正在干吗了。他还表现出偏执狂的迹象,说话变慢,也没有音调起伏。

一般而言,一夜无眠后人们会发现自己能够相对正常地做大多数事情,包括你不太喜欢的那些事儿。大部分运动能力未受损伤,同样未受损伤的还有智商测试、阅读理解能力、逻辑推演及批判性推理能力。不过,别被这些测试骗了,睡眠不足仍会带来巨大(而且常常是危险的)损失,表现最明显的是开车之类的日常任务。实际上,驾驶是个极佳的案例,因为在开车的过程中,你必须保持警觉、集中注意力。驾驶的过程漫长而枯燥,但一旦有突发情况,你需要立即作出反应。想想看吧,你在一条笔直的路上飞驰,无须减速也不必转弯,直到某个人突然从前面蹦出来。哪怕轻微的疲惫都会减缓你的反应速度,这意味着你踩刹车的速度会比你希望的慢上些许。更严重的疲惫则会加剧注意力涣散的程度,这意味着你甚至有可能来不及发现对面那辆车——有时候会引发可怕的后果。

从很多方面来说,睡眠不足给大脑带来的影响类似饮酒。对于需要手眼协调的任务,每清醒一小时带来的损害约等于血液中多了0.004%的酒精。这意味着对大脑而言,在清醒状态下每过五小时基本等同于喝下了1个标准单位的酒精饮料(约含10克酒精)。如果超过20个小时不睡觉,你的行为表现相当于饮酒超过美国的醉驾标准(血液酒精浓度0.08%)。我们的公路两边警示睡眠不足的标志牌越来越多,正是因为科研人员研究了睡眠不足对大脑的影响。让人高兴的是,尽管睡眠不足如此危险,但它对警觉性和注意力的负面影响可以靠咖啡因彻底消除——咖啡上瘾者有福了!所以要应付这种情况,只要喝一杯双份的浓缩咖啡,然后等待20分钟让它起效以后再重新上路就好。

奇怪的是,与年长者相比,睡眠不足对年轻人的影响似乎更大;不是因为年轻人睡得更少,而是因为他们对睡眠损失置之不理。看起来似乎是更年长、更睿智的那些人发展出了某些策略来对付这类问题,借以自保。这一点可以作为有力的论据,用以反对向过于年轻的人发放驾驶执照。然而,由于我们这些成年人不愿意总是给孩子们当出租车司机,所以大多数情况下没人愿意这么做。

睡眠不足影响的不光是开车这一类的枯燥活动。有足够的证据表明,过度疲劳时你对世界的基本知觉同样会发生微妙的变化。首先,你分辨气味(是玫瑰还是薰衣草?)的能力会减弱,尝不出酸味的概率变大,你的听力(听不出两个音调哪个在前,哪个在后)和视力(似乎会对右手视野里的事物投以更多注意力)也会出现小问题。 

阳光!增加你在户外的时间。在一间以日光灯为照明手段的办公室里,照度大约为200到500 lx,日出时,照度大约为10,000 lx。正午太阳当空时,照度大约为100,000 lx!考虑到进化过程中,我们长期在光线强度很高的野外生活。而现在我们则整天呆在 日光灯下这种光线强度很低的环境中。在室内呆一天,对于我们的眼睛来说和在完全黑 暗中呆一天没有什么区别!整日宅在宿舍的人因为根本感受不到阳光的变化,白天晚上基本上都差不多,所以褪黑素变化不大,体温相对恒定。正所谓爱之深,恨之切,白天不知日出眼睛鼓得溜圆,夜晚怎能安心合上双眼潇洒熟睡?

在家工作的人们,思考问题时别老呆在家里,赶紧打开后门到你家后院去慢慢想吧。如果你在办公室工作,你可以把你的桌子移到窗户边上。多计划一些户外活动。醒来后马上掀开窗帘或其他遮光物。在早晨和傍晚别带太阳镜。

运动量也极为重要你每晚的活动量和有氧运动量对你的体温节律也有着巨大的影响。任何运动锻炼都能快速提高体温,这对你的睡眠系统很有好处。 锻炼能使你每天的峰值体温更上一层楼。这比其他任何一种提高体能的方法都有效。锻炼能延缓天黑后体温的下降,让你更长时间地保持清醒警觉。最后我要说的是,锻炼能让你在一天结束时体温更迅速地下降,然后更长时间地保持更低的温度。这能保证你能睡得更熟。

非睡眠时间非常明显,我们非睡眠时间(Prior Wakefulness)的总量对以上三个因素有着直 接的影响。你的活动量对你的体温变化有影响。同样,你长时间保持清醒则意味着你有可能摄取更多的阳光,而这对你的褪黑素含量也有着直接影响。 如果你睡了8、9个小时,但白天仍觉得很困。这可能是你需要减少睡眠时间的一个信号。你实在睡得太多了,你需要增加你的非睡眠时间,以平衡你的体温节律,让你入睡后能睡得更熟。

打盹,这里有个非常重要的小贴士,那便是中午 打盹,千万不要小看它的作用。

看见了吗,经过了体温升高精力充沛的白天之后,到中午是个体温回落的隘口,这时通过打盹来缓解体温下降,效果是最好的。

你可能曾听人说过,小睡10分钟就能让你重新精力充沛,就是这个道理。如果你打盹不超过45分钟,你醒来后会感到精力充沛,准备充分。打盹的正确方式就是把时间控制得很短。这能在补充你体能的同时避免进入熟睡状态。一些研究甚至表明,短时间打盹能把得冠心病的几率下降30%。

但一定要切记,不要打盹过久!如果你打盹超过1到2个小时,你就非常有可能进入熟睡阶段了。你的体温开始下降,而你醒来后会感到非常困倦、丧失了判断力。同时,如果你在白天进入了熟睡阶段,这会给你的体温节律带来沉重的打击,而到了晚上你可能很难入睡。你在晚上很难睡熟, 这又会在第二天给你带来很多负面影响,如体能不佳,头痛和恶心。然后这又会让你打更多的盹……

已经进入21世纪的第二个十年了,我们仿佛刚开始认知到睡眠的重要性,而攻克失眠更是路漫漫其修远兮, 新年伊始,祝您好睡眠。

睡眠的秘密世界

英国曼彻斯特大学睡眠和记忆实验室最新研究成果

神经科学专家佩内洛普·A.刘易斯力作。

怎样利用睡眠使学习和记忆更高效?大脑如何控制睡眠?睡眠中记忆如何“重播”?梦对记忆意味着什么?睡眠能消除危险的情绪吗?怎样获得你需要的睡眠?

在睡眠的秘密世界,神经科学家佩内洛普·A.刘易斯探索了大脑在夜间的活动,以了解睡眠的真正益处。她展示了当我们的身体休息时,大脑如何演练它在白天接收到的任务,重现创伤以平息它们,并与久远的记忆建立联系。通过了解夜间大脑在我们白天的生活中扮演的角色,我们可以改善两者之间的关系,甚至可以激发创造力,变得更聪明。这是对神经科学最令人惊讶的身体结构的迷人探索,显示了科学如何能够利用睡眠的力量来改善学习、健康等。

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