為何人類和動物必需睡眠？睡眠的機製成謎，尚無明確答案

俗話說「春困秋乏夏打盹、睡不醒的冬三月」,夏季的潮濕和悶熱,很容易讓人陷入倦怠和昏昏沉沉的狀態中,緊繃的神經稍稍一鬆懈,席捲而來的睡意就把人們「擊倒」了。據美國國家睡眠基金會的統計,成年人的理想睡眠時間為7至9個小時、青少年為8至10個小時、嬰幼兒需要的睡眠時間在16個小時以上,不過,現今的生活方式豐富多彩、節奏很快,人們隨時隨地的受到電腦、智能手機和其他娛樂方式的誘惑,導致大多數人的睡眠時間達不到理想的長度——比如英國人的平均睡眠時間僅有6.8個小時、中國人的平均睡眠時間為7.1個小時,均低於理想的水平——而且,人們也沒有動力去約束和規範自己的睡眠習慣。

即便人們的平均睡眠時間達不到理想的水平,可三分之一的人生中,人們都處於睡眠的狀態,那麼,人們為什麼需要這麼長的睡眠時間呢?對於人類和其他的生物而言,「睡眠」這一行為的功效和意義究竟是什麼呢?一些人會不暇思索的認定,睡眠是一種消除疲勞、恢復精力的生理機制,似乎清醒狀態下的大腦會消耗某種能量,而睡眠可以補充這種能量,可是,科學家們並無確鑿的證據、無法證明這種能量究竟是什麼,也就是說,沒有哪一種物質和能量可以充當睡眠機制的開關。睡眠的「能量補充論」站不住腳之後,科學家們又提出了其他的理論。

隨著「能量補充論」的隕落,另一個學派和理論發展壯大、獲得了學界的廣泛認可,這一學派的專家們認為,人類和其他生物的睡眠機制是一種演化的結果,它的存在是為了實現某種功能,比如鞏固人們的長期記憶、提升人們的學習效率等等。美國加州大學伯克利分校的心理學教授馬修.沃克(Matthew Walker)認為,充足的睡眠可以提高大腦「海馬體」(海馬體與記憶相關)的活躍度,有助於大腦理解和記憶新的信息,若一個人睡眠不足,其海馬體幾乎處於完全關閉的狀態,極不利於人們的學習和記憶。馬修.沃克率領的研究團隊進行了一項「睡眠剝奪實驗」,發現24小時沒有睡覺的人,與睡了8個小時的人相比,其學習能力低了40%。

再進一步的研究發現,不同的睡眠時間、階段和狀態下,對記憶的影響也不相同。深夜0點至3點,人們處於淺層睡眠狀態,腦波為高振幅、低頻率的慢波,有利於陳述性記憶和空間記憶的鞏固,因此,苦於學業的學生們不熬夜、早休息,可以獲得最佳的學習效果。深夜3點至早晨6點,人們處於深層睡眠狀態,腦波為低振幅、高頻率的快波,有利於程序性記憶和情緒記憶的鞏固,因此,患上了應激障礙和情緒障礙的人,往往在3點至6點之間噩夢連連、猛然驚醒。

迄今為止,關於睡眠機制的種種理論皆不完善,它們解釋了「睡眠」這一行為的部分機制和功效,可偏頗和不足也顯而易見。更為棘手的問題是,人類之外的其他生物擁有極為龐雜的睡眠機制,比如蝙蝠的大部分時間處於睡眠狀態,野馬的睡眠斷斷續續、一共3個小時左右,而且爬行類、魚類和昆蟲也有「類睡眠」(它們所處的平靜狀態是否屬於「睡眠」,目前的爭議很大)的行為,那麼,科學家們如何恰如其分的定義「睡眠」概念、如何回答睡眠機制的成因,就成了一個極具挑戰性的問題了。

小考題:你每天的睡眠質量怎麼樣?你認為提升睡眠質量的關鍵因素是什麼?歡迎你留言討論。

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