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版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们  你是不是也一到午夜就无比精神？ 甚至觉得如果有熬夜大赛，自己一定能得双料大满贯？ 羡慕大家的“少年不知睡觉香”！ 而有的人就不一样了，为了能好好睡一觉，住进了上海市精神卫生中心......  不论你是常常熬夜，还是对睡眠求而不得，你知道睡觉和行为有着什么样的关系吗？人在极度缺少睡眠的情况下会怎样吗？ 曾经，各路科学家为搞清大脑-睡眠-节律的相关机制，做了一系列的研究和实验，其中就有脑电波实验、地堡生物钟实验、睡眠剥夺实验。 这里不得不提起一段恐怖的视频，即所谓的“苏联睡眠剥夺实验”。 传闻二战时期，苏联为研究某种能使人保持清醒的气体展开“睡眠实验”。在此期间，5名犯人被关在食物充足的房间内，并向此房间内释放这种能使人保持清醒的气体。 中途，这项实验由于受试者情况糟糕而叫停，军方解救人员解救受试者时，受试者已经变成了没有神志的吃人怪物......（瑟瑟发抖） 事实上这个恐怖的睡眠剥夺实验已经被证实是假的。 谣传的第一张照片：受试者进入房间前的合照。  其实是纪念一战期间第一次使用防毒面具的照片 那么，目前为止，有没有就睡眠展开的成功实验呢？ 答案当然是：有。 01脑电波研究实验 要探究睡眠活动，有个绕不开的研究，那就是脑电波。 1924年，德国的精神学教授汉斯∙贝格尔（Hans Berger）首次对人类的脑电活动进行了测量和描述。  图片来源Study.com 贝格尔将2根针状的电极从头外伤患者的颅骨缺损处直接插入大脑皮层处，记录出了有规则的电活动。  图片来源Study.com 贝格尔还发现即使不把电极插入脑内，而是放置在头皮上，电极也能记录这种电活动。 他把正常人在安静闭目时主要出现在枕顶部的10Hz、振幅 50μV左右的规整波命名为α波。当受试者睁开眼睛注视物体时，α波消失，出现18-20Hz、20-30μV的波，命名为β波[1]。 贝格尔把上述的脑电活动记录下来，称为脑电图。有了脑电图，研究睡眠现象就多了一个考察指标。  贝格尔描述的脑电图，图片来源见水印 02快速动眼睡眠实验 1951年，尤金·阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）在8岁儿子的协助下进行脑电波检测实验。 长达数小时的监测后，脑电图机上的记录突然开始了不规则移动，也就是说孩子的大脑和眼部肌肉正处于兴奋状态，而事实上，孩子正处于熟睡状态。 这种情况在晚间睡眠中多次发生。他将这种奇怪的现象称为“快速眼球运动（REM，Rapid eye movement）”。 随后，阿瑟林斯基招募了20名正常的成年人到实验室。当这些志愿者进入睡眠并出现快速眼球运动现象时，将他们唤醒并询问他们，发现大部分志愿者此时正在做梦。1953年，这项发现正式发表。  图片来源Science 此后，威廉·迪蒙特（William C. Dement）和纳撒尼尔·克莱特曼（Nathaniel Kleitman）将睡眠分为非快速眼动睡眠（NREM，Non-rapid eye movement sleep）的四个阶段和快速眼动睡眠。这揭开了睡眠研究的新篇章。  03地堡实验——研究生物钟 正是脑电波和快速动眼睡眠的发现为研究生物节律提供了研究基础，根据脑电波的变化，人们能轻易判断出受试者究竟是在清醒状态还是睡眠状态。 在此基础上，著名的睡眠研究员克莱特曼和他的学生在地下花费了1个月的时间来探索人体自然节律，这就是著名的地堡实验。  图片来源The Scientist 该实验1938年6月4日开始，至同年7月6日结束，共历时一个月。 克莱特曼和他的学生理查德为研究人体适应非24小时的循环能力，在肯塔基州找到了一个远古猛犸洞穴，该洞穴位于地下140英尺的地方，没有自然光照，温度维持在寒冷的54华氏度左右，因而无法为研究者提供昼夜变化的光照和温度线索。 研究者使用灯笼调节光线，并制定了睡觉9小时、工作10小时然后再休息10小时的28小时循环方案。这期间两位实验者睡眠时间错开，并相互检测体温，清醒时2小时检测一次，睡眠时4小时检测一次。  图片来源The Scientist，左克莱特曼，右理查德 试验期间，学生理查德仅仅用了大约一周时间就已经适应了28小时的作息规律，而克莱特曼则极难适应28小时的作息安排，更倾向于24小时的作息规律。在他体内似乎有一个不受外界环境干扰的生物钟在独立运行。且该研究发现人体体温睡眠时开始有所下降，清醒后又有所上升。 1962年，法国地质学家米歇尔·希夫（Michel Siffre）深入洞穴中进行勘察。在勘察时，他未带手表，以睡眠时间来推算他勘察的时间。离开时，他的记录本上共有36天的记录，因而当时的时间应该是8月20日，而真实的日期已经到了9月14日了。 为什么真实的时间比他记录的时间长呢？人的工作-睡眠周期难道不是24小时吗？  图片来源Cabinet 为了解决这个问题，希夫在美国德克萨斯州的一个洞穴中开始了他的第二次实验。这次，他最终在洞穴中度过了205天。 隔离期间，随着时间的推移，他的作息开始混乱，一觉睡15个小时，或者48小时的一天和平时普通的一天没什么两样。无聊的洞穴生活让他非常崩溃，而混乱的作息无形中加重了他的崩溃。 在没有其他因素干扰的情况下，原有的作息规律可能会被打破。 图片来源Cabinet 正常情况下，人类长期的自然生活所形成的睡眠-觉醒这一作息规律很难被更改。但这一规律也不是完全精准可靠的，在外界条件改变、人为干预的情况下这一周期的规律性可能会被打破。 那么，人可以长期不睡觉，将全部精力用来工作吗？最长可以连续多久不睡觉呢？ 04睡眠剥夺实验 为了探究这些与睡眠有关的问题，研究者以某些动物为实验对象进行了睡眠剥夺实验。 目前最常用的几种睡眠剥夺试验方法有：平台睡眠剥夺技术、强迫运动睡眠剥夺法、轻柔刺激法、药物睡眠剥夺法和剥夺杆睡眠剥夺法。 图中使用的是平台睡眠剥夺技术，小鼠位于被水包围的平台，一旦入睡就会落水惊醒。 图片来源 Wikipedia 实验结果显示，睡眠剥夺会影响实验动物的生理功能和行为。 大鼠在完全睡眠剥夺后饮食、能量消耗量增加，代谢加快，体重下降；最后疲惫不堪、皮毛蓬乱、没有光泽，抵抗病原体的能力下降。 睡眠剥夺96小时后，大鼠表现为兴奋性提高，警觉性、探究行为和攻击性增强。 睡眠剥夺7天后大鼠警觉性、辨别力和防御能力下降。 除此以外，睡眠剥夺会导致动物学习和记忆能力下降。长期的睡眠剥夺会导致动物死亡。 当然，也有人以自己为实验对象进行了睡眠剥夺实验。 1964年，17岁的高中生兰迪·加德纳（Randy Gardner）睡眠剥夺长达264个小时（11天），打破了之前的世界睡眠剥夺的记录。 这一实验对加德纳产生了负面影响，实验中，他变得喜怒无常、注意力和记忆力出现问题，出现幻觉并表现出偏执。 加德纳在实验中，图片来源World-of-lucid-dreaming 1977年，美国的Maureen Weston保持清醒449个小时，长达18.7天。在此过程中，他出现了情绪失控、焦虑，记忆障碍，出现幻觉等问题。 长期的睡眠剥夺会对人体造成巨大的负面影响，或许正是出于这个考虑，世界纪录认证机构决定对这类实验不再进行报道和记录。 讲了这么多，有关睡眠的实验你了解了吗？ 睡眠剥夺这么可怕，小伙伴们，要遵循人体的睡眠和生物钟规律，珍惜睡眠时间，保障睡眠质量哦。 [1] 鲁在清. 脑电图的发现及发展简史[J]. 现代电生理学杂志, 2012, 19(2): 113-113.[2] Joshua Foer, Michel Siffre. Caveman: An Interview with Michel Siffre. Cabinet (2008) Issue 30: The Underground Summer.[3] 几种常见的睡眠剥夺试验方法及优劣比较. 中国实验动物信息网[4] Rebecca Turner. How Long Can You Survive Without Sleep? World-of-lucid-dreaming[5] 都市传说：聊一聊关于“俄罗斯睡眠实验”那些事. 猎奇症侯群 审核专家：朱广思，北京科普作协会员 蝌蚪五线谱原创文章/转载注明来源 来源: 蝌蚪五线谱 |
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