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從科學的角度說,人需要睡覺有以下幾個原因:
第一個,人在睡眠時可以節約能量。這個原因可能是生物進化出“睡眠”這種功能最早的功能。因為睡眠的時候生物新陳代謝的速度會放慢,比如說:
睡眠時,哺乳動物體溫會下降1-2攝氏度,肌肉活動和腦力活動會大量減少,這能節省不少能量。因此夜晚的睡眠可以幫助生物節約較為可觀的能量,甚至於說冬眠——這種生物中很常見的行為,也可以解釋為動物透過睡眠來降低自己的新陳代謝以防止天氣造成的食物短缺對自己生命的威脅。
第二個,睡眠可以幫助人腦排出廢物。睡眠的這個功能相比單純的節約能量,已經進化了一大步。Science 的一篇研究文章表明:
在睡眠時,腦脊液更容易在腦內流動,因此人在睡覺的時候,可以高效清除大腦裡的代謝廢物,讓大腦恢復活力。如下圖,黃色顯示清醒時的腦脊液分佈,綠色顯示睡眠時的分佈。所以說,睡眠如果不足的話,很多新陳代謝產生的廢物就會在大腦中積累,因此一個人如果長時間不睡眠,他絕不是死於飢餓,而是有可能會死於大腦中新陳代謝廢物太多導致的大腦功能紊亂。
第三個,大腦在睡眠時候會對你的記憶進行鞏固簡單來說,就是你大腦中負責記憶的那部分功能會在睡眠過程中重新組織,來幫助你記住該記住的、忘掉該忘掉的,這樣做有助於你在記憶方面的正常功能。
這項睡眠的功能相比前兩個功能就更加進了一步,所以在缺少睡眠的時候,我們會有很大的可能表現出來記憶力衰退的現象,這就是補睡眠導致大腦記憶重整功能被剝奪的緣故。
有不需要睡覺的生物嗎?這樣看你怎麼定義睡覺。如果你說的是閉上眼睛、打呼嚕叫睡覺,那麼有些微生物連眼睛和嘴都沒有,怎麼會睡覺呢?
實際上即便是最簡單的生物也會透過改變自己的活動頻率、肌肉狀態、身體形態來達成我們口中的睡覺所需要達到的功能,比如說“節約能量”等,甚至於植物也是,所以就我查到的資料來看,似乎沒有某種生物不需要這種隨著時間而改變自己新陳代謝速率的行為,所以我們暫時就認為沒有不需要睡覺的生物吧。
美國加州大學洛杉磯分校的睡眠專家傑裡·西格爾(Jerry Siegel)提出了一個嶄新的理論。他認為,睡眠並不是人們想象的那樣,有著某種不可代替的生理功能。睡眠只是動物節省能量的一種方式。在相同的條件下,睡眠時間越長的動物反而越安全,因為它們可以選擇一個隱蔽的地方休息,減少了被天敵發現的機會,以及因亂動而造成的意外傷害。生活在海里的動物沒有這個優勢,因此它們普遍不睡覺。
西格爾的這個理論很容易解釋某些動物之間睡眠模式的差別。比如,獅子一旦捕食成功,就可以獲得大量高熱量的食物,因此,它們完全不需要再去浪費體力,選擇睡覺才是最經濟的方式。相比之下,野牛需要吃進大量低熱量的草,因此它們必須不停地進食。遷徙時的鳥當然要一刻不停地飛才能儘快到達目的地,而蝙蝠最愛吃的食物——蚊子只在每天黃昏的時候才集體出來交配,只要抓緊這段時間吃個飽,蝙蝠就可以安心去睡覺了。
西格爾承認他的這個理論還有很多需要解釋的地方,尤其對於深度睡眠還有很多謎沒有完全解開。但是,一旦他的理論被證明是正確的,必將為“清醒藥”的研究開啟一扇大門。
沒人真的喜歡睡覺。如果不睡覺照樣精神的話,大部分人都會選擇醒著。
對於很多上班族來說,週末是用來補覺的。
美國賓夕法尼亞大學有個“睡眠研究中心”,曾經專門研究過補覺問題。科學家們找到一批志願者,每天只允許他們睡4個小時,然後研究這些人週末需要補覺多少小時完全恢復正常。結果他們意外地發現大約15%~20%的志願者完全不需要補覺,有的人甚至在40小時不睡覺的情況下也只需要睡上8小時就能徹底緩過來。
人類中還有小部分人完全相反,隨時隨地都能睡著。顯然這是一個非常危險的症狀,醫學上叫做“嗜睡症”(Narcolepsy)。以前這類病人只能透過服用安非他命等興奮劑來暫時緩解病情,後來美國軍方受此啟發,曾經在美軍中試驗過服用安非他命計程車兵雖然不再感到睏倦,但卻經常興奮過頭,行為失去控制。2002年伊拉克戰爭時,美國空軍曾經誤殺了4名加拿大士兵,調查顯示那就是安非他命惹的禍。
在進行這類研究之前首先必須回答一個終極問題:人為什麼要睡覺?
如果說睡眠是一項人體必需的生理過程,那麼任何試圖減少睡眠的研究都很難獲得成功。但是,越來越多的實驗證明睡眠不是必需的。比如,曾經有人認為睡眠是免疫系統必須要有的一段休整時間,否則就無法正常工作。為此,科學家曾經進行過一次小範圍的人口普查,按照睡眠時間的長短把人分為兩組,結果發現睡眠時間短的那組人患病的機率比另一組要高,而且平均體重也更大。可是,後來有人重新研究了這個實驗,發現睡眠時間少的人更喜歡光顧快餐店。於是,兩者之間的區別很可能要“歸功”於垃圾食品,而不是睡眠時間的差別。
這件事說明了一個道理:任何有關人類生活習慣和健康之間關係的研究都必須格外小心才是。
當人類知道了如何測量腦電波之後,情況發生了變化。科學家們按照腦電波的不同把睡眠分成兩大階段。一個叫做“快速眼動”(REM)階段,此時人的眼睛會快速轉動,腦電波異常興奮。另一個則簡單地叫做“非快速眼動”(NREM)階段,其中包括一段關鍵的“慢波睡眠”期,此時人的腦電波的頻率和強度都降至最低點,所以又叫做深度睡眠。人在深度睡眠時被叫醒會感到格外難受,因為此時人的腦幹也處於休眠狀態。要知道,腦幹控制著人的呼吸和心跳等基本生理功能,如果此時被叫醒,腦幹來不及興奮,人肯定好受不了。
目前科學家研究得最多的是REM睡眠。目前流行的理論認為,REM對鞏固記憶力至關重要,這一階段的大腦有充足的時間處理清醒時獲得的大量資訊。可是,英國達勒姆(Durham)大學的睡眠專家伊莎貝拉·卡佩里尼(Isabella Capellini)不同意這個說法,她舉了一個反例:抗抑鬱藥百憂解(Prozac)能夠減少服用者REM睡眠的比例,很多服用Prozac的人甚至可以在長達數年的時間裡完全沒有REM,可這些人的記憶力並沒有受到影響。
卡佩里尼認為,要想回答人為什麼要睡覺的問題,必須研究其他哺乳動物的睡眠習慣,從中尋找答案。所幸近幾年來科學家積累了大量相關資料,為進行這類系統性研究提供了可能性。卡佩里尼透過檢索相關文獻,收集了對115種哺乳動物的研究結果。她發現,動物的睡眠模式和種群的遺傳相關性有很大的關係,也就是說,親緣關係越近的動物,其睡眠模式就越接近。
卡佩里尼還發現,新陳代謝水平越高的動物睡眠時間越少。這個發現顛覆了曾經流行一時的自由基理論,該理論認為睡眠能夠幫助消除動物體內的自由基,減少自由基對組織的破壞。可是,代謝水平越高的動物產生的自由基就越多,理應更能睡才對。
對此結果,卡佩里尼提出了一個有趣的假說。她認為新陳代謝速率越高的動物需要的食物也就越多,這就意味著該動物必須花費更多時間覓食,而不是睡覺。
事實上,大量資料證明,動物的睡眠習慣和身高體重沒有關係,卻和它的生活習性更加一致。比如,獅子大部分時間都在睡覺,而同樣重量的野牛卻每天只睡4~5個小時。蝙蝠是個出名的瞌睡蟲,一天要睡20個小時,而大部分候鳥卻幾乎不睡覺。生活在水中的大部分哺乳動物都不需要睡覺,尤其不需要REM。比如海豚的左右腦可以交替進入慢波睡眠狀態,沒有REM。一種毛皮海豹(FurSeal)出海捕魚時採用海豚式的左右腦交替睡眠模式,可它們一旦上岸,就會迅速恢復成陸上動物典型的REM睡眠方式,而且並不需要像陸上動物那樣補充失去的REM。也就是說,它們完全不需要補覺。
針對這些有趣的事實,美國加州大學洛杉磯分校的睡眠專家傑裡·西格爾(Jerry Siegel)提出了一個嶄新的理論。他認為,睡眠並不是人們想象的那樣,有著某種不可代替的生理功能。睡眠只是動物節省能量的一種方式。在相同的條件下,睡眠時間越長的動物反而越安全,因為它們可以選擇一個隱蔽的地方休息,減少了被天敵發現的機會,以及因亂動而造成的意外傷害。生活在海里的動物沒有這個優勢,因此它們普遍不睡覺。
西格爾的這個理論很容易解釋某些動物之間睡眠模式的差別。比如,獅子一旦捕食成功,就可以獲得大量高熱量的食物,因此,它們完全不需要再去浪費體力,選擇睡覺才是最經濟的方式。相比之下,野牛需要吃進大量低熱量的草,因此它們必須不停地進食。遷徙時的鳥當然要一刻不停地飛才能儘快到達目的地,而蝙蝠最愛吃的食物——蚊子只在每天黃昏的時候才集體出來交配,只要抓緊這段時間吃個飽,蝙蝠就可以安心去睡覺了。
西格爾承認他的這個理論還有很多需要解釋的地方,尤其對於深度睡眠還有很多謎沒有完全解開。但是,一旦他的理論被證明是正確的,必將為“清醒藥”的研究開啟一扇大門。