第87期：認床的你也許擁有海豚般的睡眠

導語：認床時的大腦會有一些不同於平時的睡眠狀態，此時左腦會處於更淺的睡眠，從而使認床的人更警醒，而這或許和某些海洋哺乳動物、鳥類的單側大腦睡眠有相似的意義。要問什麼意義？這可能是祖先留下的「守夜」技能。

上周學姐遭遇了一場失眠，輾轉反側，難以安睡，因為是出差的第一天，學姐把這歸結為倆字——認床！迷迷糊糊中學姐就想，認床到底有沒有點科學道理呢？其實，在人類睡眠研究中，在新環境中睡不好，被認為是一種典型的睡眠障礙，被稱為第一夜效應。這時，大腦會使一邊半球比另一邊更警醒，來值守周邊的環境，一旦檢測到不熟悉的外部信號，就立馬喚醒睡著的人類。

說到這，學姐想到了海豚。睡著和醒著曾經被認為是兩種相互排斥的狀態，不過，現在已經確定，水生哺乳動物、鳥類甚至可能爬行動物，可以在睡覺的時候睜著一隻眼睛，相應地，控制它的那側大腦半球是清醒的。鯨類動物、海豹和海牛的大腦單側半球睡眠使它們在睡著的時候仍能游泳，並能浮上水面呼吸，從而不會溺水。比如海豚，似乎一刻都不停歇地在水中遊動，其實，它們有著和人類相仿的作息時間。但是在睡覺的過程中海豚也會一直遊動，而且睜一隻眼，閉一隻眼，保持警覺。科學家發現，海豚大腦的兩個半球是交替睡眠的。當一邊熟睡時，另一邊處於清醒狀態，過段時間，再兩邊交換，如此輪流值班和休息，當受到外界強烈刺激時，兩個半球就會同時清醒，對外界情況做出迅速應對。

這種演化對鳥類來說又有不一樣的價值。在長距離的遷徙中，大腦單側半球睡眠可以使鳥類在休息的過程中仍能向正確的方向飛行並保持警惕。有一個非常有趣的現象，當一群鴨子在池塘旁安頓下來過夜時，那些趴在外圍邊緣的鴨子更可能會把他們靠外的那隻眼睛睜開並且看著外面，當然，相應的那側大腦半球會是清醒的，而睡在鴨群中間的鴨子則可以安心地閉上兩隻眼睛。這樣，在邊緣守夜的鴨子就可以保護鴨群，至少不會在睡夢中就被天敵「一鍋端」了。

那麼人類會不會有類似的狀態呢？美國布朗大學的Masako Tamaki和同事們就提出，第一夜效應會不會和某種類型的大腦兩半球睡眠有關，會不會是一種能使人類在睡眠時一側大腦半球保持警惕的保護機制。

首先，他們做了第一個實驗，結合腦磁圖（MEG）、結構核磁共振（MRI）以及多導睡眠圖（PSG）等技術對睡眠中的大腦進行神經成像，研究期間的慢波活動（SWA）——唯一能反映睡眠深度的睡眠特徵，包括哺乳動物和鳥類在內的跨物種局部睡眠研究也支持這一特徵。實驗發現，當被試在陌生的環境首次過夜時，左腦半球中的慢波活動要低於右腦半球，提示左腦半球在第一夜中的睡眠深度要比右腦半球淺，而在第二夜，左腦的睡眠深度恢復正常。並且，這種大腦兩個半球間的不對稱的睡眠深度發現於默認模式網路，這是一個聯繫多個腦區的網路系統，在人們走神、注意力分散時活躍，能讓大腦在清醒的狀態下獲得休息。而不對稱的程度則與入眠時間顯著相關，也因此反映了入睡的困難程度。

那麼，這種左腦較淺的睡眠是否和檢測外部信號相關呢？Masako Tamaki和同事又做了第二個實驗，他們重新招募了一些受試者，在受試者睡著的時候給他們聽一些有頻率標準的嗶嗶聲，但其中夾雜一些不同音調的異常聲音。結果實驗表明，在第一天中，當異常聲音出現時，左腦半球相對於右腦半球表現出更大的響應幅度，而在第二天，左腦半球的響應幅度下降，而右腦半球兩天的反應數據並沒有顯著差異。因此，在第一夜效應時，左腦比右腦要更加警醒。並且，他們進而通過腦電圖（EEG）頻率的突然和短暫移位這一特徵，發現在第一夜效應中，左腦半球的高警惕性也導致了更多的大腦喚醒。

這種警醒所起到的作用僅僅表現為大腦喚醒和睡眠中斷嗎？能否使人們對外部的異常刺激產生更快的行為反應呢？Masako Tamaki和同事又做了第三個實驗，他們使用了實驗二中相同的聲音，更換了新的受試者，並要求受試者在睡覺中聽到聲音就敲擊手指。結果發現，當聲音從右耳（右耳與左腦相聯）傳入時，受試能更快地醒來，並且，從聽到異常聲音到醒來，第一天的速度要明顯比第二天快。這些結果表明睡眠期間，更加警醒的左腦半球在檢測到異常的外部刺激時可以更快的喚醒大腦，因此第一夜效應可以說是一種在陌生環境中表現出的生存保護機制。

「守夜」的技能在祖先的時代一定是非常實用的保命配置，可能在不斷地演化、繼承的過程中，就逐漸退化為第一夜效應了，也給人們帶來認床的煩惱，所以，下次外出過夜的時候興許可以嘗試帶上自己的枕頭、貼身的衣物，營造一種彷彿在家的感覺，沒準能騙過大腦呢！

參考文獻

[1]Tamaki et al., Night Watch in One BrainHemisphere during Sleep Associated with the First-Night Effect in Humans, CurrentBiology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.02.063

[2]Dara S.Manoach et Robert Stickgold, Sleep:Keeping One Eye Open, Current Biology (2016),https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.041

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