论文部分内容阅读
“人为什么要睡觉?为什么要把1/3的生命浪费在睡觉上?令人遗憾的是,迄今为止,科学家还没有弄清楚这个生命科学中的重要未解之谜。
与此同时,现代人因为生活和工作压力巨大,却开始饱受失眠的困扰。明明很想睡觉,却无论如何也睡不着;连续数日乃至数个星期没有睡过安稳觉,在忍受失眠痛苦折磨的同时,又对失眠的后果陷入了深深的恐惧和焦虑之中——“这样下去我会不会疯掉?”“一直不睡觉的话,我会熬死吗?”这种恐惧不仅不会改善睡眠,反而会使失眠变得根深蒂固,成为顽疾。
有没有一种方法,让人即使熬了夜,不睡觉,也不再犯困?
来自上海的科学家告诉你,还真有这个可能!
“困意”究竟是如何产生的?
9月4日,顶级学术期刊《科学》杂志发表了一篇关于睡眠的最新论文,来自中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)的徐敏研究组与北京大学李毓龙研究组,合作揭示了“困意”究竟是如何在脑中产生的。
睡眠是动物界普遍存在的现象,人类大约有三分之一的时间用于睡眠。睡眠不足可能会导致精神类疾病(例如抑郁症)、退行性疾病(例如阿兹海默症)、免疫力下降、心血管疾病以及代谢紊乱(肥胖、糖尿病),而成年人通常需要7-9小时的睡眠时间。
科学家曾经对美国一名17岁的高中生进行睡眠剥夺实验,就是利用各种刺激方法阻止他睡眠。
第1天,他心情愉悦,似乎很享受这样的安靜时光,能够把不睡觉的时间用来看书、听音乐;第2天,他有些疲惫,但情绪仍然积极,在实验室中表现得平静而安静;第4天,他情绪低落、烦躁不安,开始出现幻想、妄想,本来没有什么滑稽可笑的事,他却捧腹大笑;本来不值得悲哀的事,他却嚎啕大哭;还说自己头上压了一顶帽子,使他感到难受。
第5天,他开始发狂,大吵大嚷:一会儿说别人身上有虫子在爬动;一会儿说自己在另一个城市,好像刚从着了火的房子里跑出来……第8天,他出现言语不清,明显的记忆力、注意力下降。第11天,他的思维能力明显下降。实验人员要求他从100开始反复减去7,在这期间总共停止了65次。被问及为什么的时候,他回答说忘记了自己在做什么……
在睡眠剥夺11天12分钟后,他不可抗拒地睡着了,无论用什么方法都不能将其唤醒,连续睡了14小时45分钟后醒来并且恢复正常,实验中出现的各种症状消失。
这个实验说明两个问题:一个是睡眠是必要的,不睡眠可以引起各种精神症状;另一方面偶尔几天睡眠不好也并无大碍。但是睡眠究竟是怎么被调节的呢?依然未知。
2014年,美国俄勒冈健康与科学大学神经学家 杰夫·利夫在一次名为《One more reason to get a good sleep》(一定要睡个好觉——有一个重要的原因)的 TED 演讲里说到了一个实验结论——睡觉会刷新和清洁我们的头脑。
简单来说,就是大脑在紧张工作的时候,它一直将清理那些细胞空隙间废物的工作推迟。然后,在大脑要休息时,就切换到了“清理模式”,开始清理脑细胞间隙之间已经积累了一天的废物。这有点像我们在工作日工作的时候没有时间做家务,于是将家务推迟了。等周末到了,我们就会把所有要做的家务都做好。
当我们睡觉的时候,大脑里的脑脊液便开始给大脑洗澡,洗掉积累了一天的代谢垃圾,这个过程一般需要持续 8 小时左右,正好符合人类最佳睡眠时间为 8 小时的说法。
所以,这个研究的结论就是告诉我们——睡眠是维持大脑运转的必要条件,而大脑是维持生命运转的必要条件。它通过探究睡眠的作用,告诉我们“不睡不行”。并且,当睡眠不够,脑内的垃圾不能完全清除,就会积累到第二天,从而加重大脑的负担,降低它的运转的能量,而这种能量不足,表现在人身上就是无法集中注意力,无法思考。所以,当我们周末补觉的时候,就是在花更多的时间来给大脑定期做大扫除。
经典的睡眠调控模型认为,睡眠的调节分为两个方面,昼夜节律和睡眠稳态。昼夜节律通过内在的生物钟控制一天中睡眠觉醒的时间;睡眠稳态主要由睡眠压力进行调控,控制机体获得一定的睡眠量。
随着清醒时间的延长,睡眠压力逐渐增加;随着睡眠的进行,睡眠压力被逐渐清除。睡眠稳态调节系统会在睡眠受到干扰的时候发挥作用。比如熬夜之后,人们往往睡得更“香”,并且时间更长。
目前,睡眠调控的研究主要可以分成两个“学派”:一个是从神经环路角度入手,研究不同脑区对睡眠觉醒的调控;另一个是从基因分子等入手,研究睡眠稳态的调控。在过去几十年,这两个方向都取得了巨大的进步。与此同时,这两个方向的研究又基本上是相互独立的。