整理一下《我们为什么要睡觉?》

整理一下马修·沃克的《我们为什么要睡觉?》,豆瓣 8.5 分,不算差,但是我是觉得这本书不薄,而且讲的顺序有点乱,所以这个笔记的顺序跟原书不同。而且……总觉得这书有的说法没有实验支撑,不过既然大佬这么说,那就姑且信了吧。

为什么会想睡觉

解:昼夜节律 + 腺苷 = 想睡觉

昼夜节律

人类昼夜节律的周期约一天,准确来说是 24 小时 15 分钟。所以人倾向于晚睡其实是有道理,也是因为这个原因,人在跨时区时往西跨会更容易适应,西边会延迟睡觉时间,而东边相反。昼夜节律带来的体温调节、荷尔蒙变化与是否睡着无关。

24 小时生物时钟坐落在大脑中央一处被称为视交叉上核的地方。

在视交叉上核的指示下,褪黑激素在黄昏后不久就开始上升,从位于大脑后部深处的松果体被释放到血液中。褪黑激素的作用是向大脑和身体提醒:你该准备睡了。

一旦睡眠开始进行,褪黑激素的浓度会在整个夜间逐渐降低,直到早晨。黎明时分,当阳光透过眼睛(即使是透过紧闭的眼睑)进入大脑时,松果体就会像被踩了刹车踏板一样,关闭褪黑激素的释放。循环中褪黑激素的缺乏,会通知大脑和身体,睡眠已经到达了终点线。

人的睡眠类型不尽相同,有人就是会倾向于晚睡晚黑,大概是因为远古时期的部落需要有不同的人站岗,于是筛选出这样的区别。早起鸟和夜猫子由基因决定,这无法改变,但现代社会的作息对夜猫子不友好。

腺苷

睡眠压力来自在大脑逐渐积累的腺苷。你醒着的时间越久,腺苷就会积累得越多。你可以把腺苷看作是一种化学指标,它能持续记录你从早上醒来之后所度过的时间。

咖啡因让人精神的原理是抢占腺苷受体,让大脑一定时间内减少对腺苷的感应。咖啡因的平均半衰期为 5~7 小时,所以 12 点睡觉的话即使你 2 点喝了咖啡体内仍残留 1/4 的咖啡因。

当然有人对咖啡因特别敏感例如我,也有人晚上喝了奶茶也能睡着。

顺带一提书中用蜘蛛结网的例子似乎想要表明咖啡因有毒性甚至跟毒品对比,我只觉得有失偏颇。

统一战线

昼夜节律和腺苷作用是相互独立的系统,并不知道对方的存在,不过,它们通常处于统一战线。

简单来说让你想睡觉的是昼夜节律叠加腺苷积累,一个例子是如果你通宵了,第二天反倒是没想象中的困,是因为昼夜节律+腺苷积累的高峰在夜间,到第二天昼夜节律会让你清醒,那么相对来说你就比深夜清醒一点了。

睡眠周期

1 个睡眠周期 90 分钟,由快速眼动睡眠期(REM)和非快速眼动睡眠期(NREM)组成(非眼动具体分四级,越高级睡得越沉)。在一晚睡眠中,前面的睡眠周期是 NREM 占主导地位,会进入最高级的 NREM,之后越接近起床时间,REM 占一个周期的时间越长,而且非眼动睡眠深度会变浅。(确实是有那么点像过山车)

在前半夜占据主导地位的深度 NREM 的一个关键功能是淘汰和去除不必要的神经连接。在晚些时候开始占上风的 REM 的做梦阶段,则在加强这些连接方面起着重要作用。这两种睡眠都很重要,缺一不可,下面解析一下这两个概念。

非快速眼动睡眠期(NREM)

NREM 是比较纯粹的睡眠,它的慢速波动比清醒时的大脑活动(快速、混乱的高频运动,没有固定的模式)更加同步且有规律。

当我们入睡时,丘脑通过睡眠纺锤波切断与外界的感知联系,我们不仅失去了自觉意识(这解释了为什么我们不能在深度 NREM 中做梦,不能明确地记录时间,不会被吵醒),也使得大脑皮层能够“放松”进入其功能的预设模式。这种预设模式就是我们所说的深度慢波睡眠。它发生在额叶中央(鼻梁的上方,向额头往上移动两英寸),是一种活跃、从容不迫,但高度同步的大脑活动状态,近乎夜间的大脑冥想状态,不过我要指出的是,它与清醒时冥想状态下的脑电波活动非常不同。

每天晚上,深度睡眠的远程脑电波将把记忆从一个短期储存位置转移到一个更持久、更安全的长期储存位置。

快速眼动睡眠期(REM)

REM 之所以叫 REM 是因为这个阶段人的眼睛会快速移动,它的大脑活动是一种对专注、警觉的清醒情况的近乎完美复制,因为这个神奇的设定,REM 又被称为 paradoxical sleep。

当你进入 NREM 时,会失去部分肌肉张力,而在做梦阶段开始前的几秒钟,以及整个 REM 持续阶段,你完全麻痹了,这是为了防止做梦时真的去夜游。顺带一提,因为这个原因鲸类没有 REM,因为在水底麻痹会窒息。

就信息处理来说,你可以把:

  • 清醒状态主要看作接收(经历和不断了解你周围的世界)
  • NREM 看作反射(存储和强化新事实、新技能原材料)
  • REM 看作集成(把这些原材料与所有过去的经历相互连接,并且在这一过程中对于世界的运转建立一个更加精确的模型,包括创新见解和解决问题的能力)。

NREM 的好处

记忆的好帮手

NREM 在学习之前让你的大脑做好准备开始创造新的记忆,并在学习之后巩固这些记忆,防止遗忘。

记忆的恢复与较轻的 NREM 阶段 2 相关,特别是睡眠纺锤波的短暂、强大的电活动激增。小睡期间获得的睡眠纺锤波越多,醒来时学习能力就恢复得越强。

我们观察到了一项每晚睡觉时都会发生的不动产交易。深度 NREM 的缓慢脑电波符合可以携带信息跨越很远距离的长波无线电信号的概念,它作为快递服务,将记忆信息包从临时的存储仓库(海马体)传送到更安全的永久居所(皮层)。睡眠通过这种传递过程来帮助记忆永远保持鲜活。

即使是只有 20 分钟的白天小睡,只要包含足够的 NREM,也可以提供记忆巩固的好处。

遗忘不仅删除了我们不再需要的存储信息,也降低了检索我们想要保留的记忆所需的大脑资源,这样一来,检索信息就会像在整洁有序不杂乱的桌子上找到重要文件一样容易。

记忆筛选

实验表明在标记需要记忆的目标后,在睡眠中大脑会有选择性地自动巩固被标记内容。

睡眠不会提供一天中所有信息的普遍、非特定的(因而冗长的)保存服务。相反,睡眠能够提供一个更有辨识能力的辅助方法来改善记忆:优先挑出哪些信息需要或不需要最终加强。睡眠通过使用在最初学习时挂在这些记忆上的“有意义”的标签来完成挑选,或者可能在睡眠期间再对标签意义进行识别。

是 NREM,特别是那些最快的睡眠纺锤波,帮助将记忆和遗忘的曲线分离开。参与者在小睡过程中产生的这种纺锤波越多,他们记住被标记为“加强记忆”的事物,以及有效地清除被指定为“忘记”的事物的效率就会越高。

运动记忆

一位钢琴家跟作者说在练习时总是弹不好的地方,在睡一觉之后突然就会了。光是熟练,并不能生巧,而是练习后,再加上一夜的睡眠,才能通向完美。

“肌肉记忆”这一术语其实用词很不恰当。肌肉本身没有这样的记忆:一块没有连接到大脑的肌肉不能执行任何熟练的操作,肌肉也不能存储熟练的例行程序。实际上,肌肉记忆就是大脑记忆。训练和强化肌肉可以帮助你更好地执行熟练的记忆程序。但是程序本身——记忆程序——完全保留在大脑中。

与教科书式记忆的情形不同。运动记忆被转移到了在意识层面以下运作的大脑回路中,而不是像保存事实信息所需的那样从短期储存处到长期储存处的记忆转移。结果,那些技能行为成了本能一般的习惯,很容易从身体里流露出来,而不会感到费力和刻意。也就是说,睡眠帮助大脑实现了动作序列的自动化,使其成为第二天性,这正是许多奥运会教练在提升精英运动员的技能时的目标。

在 8 小时睡眠中的最后两个小时,即睡眠中脑电波活动最为丰富的时间——中产生的那些美妙的睡眠纺锤波的数量与“离线”记忆的提升有关。睡眠的最后两个小时恰恰是我们许多人认为可以节省下来,从而早早开始新的一天的时间。结果,我们错过了早上这场睡眠纺锤波的盛宴。

REM 的好处

情商

REM 所赋予的准确识别和理解的能力,使我们能够做出更明智的决定和行动。更确切地说,我们每天用于调节情绪的使头脑冷静的能力——也就是我们所说的情商的关键——取决于能否在夜间获得充足的 REM,相反,剥夺 REM 使人易怒。

REM 可以被看作具有以下特征:视觉、运动、情绪和自传体记忆相关的大脑区域的活动非常活跃,而控制理性思维的区域的活动相对减弱。

在夜间的 REM 质量越好的人,第二天大脑情绪解码网络中的调整就越精确,对社交世界的理解就越高超。相反,睡眠不足者会陷入容易恐惧的预设状态,即使是温柔或有点友善的面孔,在他们看来也具有威胁性。当大脑缺乏 REM 时,外部世界就会变得更具威胁性和令人厌恶——这并不是真实的。

情绪修复

第二天醒来如果你觉得昨晚的情绪问题稍有平复,是因为梦有创伤修复功能。

当你进入有梦睡眠状态时,一种叫作去甲肾上腺素的与压力有关的关键化学物质,会在你的大脑中完全停止释放。事实上,在一天的 24 小时中,REM 是唯一一次你的大脑中完全不存在这种引发焦虑的分子的时候。

REM 的做梦状态是一种完美设计的夜间修复膏吗,能够磨平我们日常生活中情绪的锐利边缘吗?神经生物学和神经生理学告诉我们,似乎是这样的。如果这是真的,我们每天醒来时,对于前一天的痛苦事件,应该会感到情绪上的缓解。

你对这些详细记忆的回忆不再会伴随着当时的感受。你没有忘记那些记忆,但是你已经卸下了其中的情绪负荷,或者至少是很大一部分的情绪负荷。你能够准确地重温记忆,但是不会反复出现事情发生时产生和铭记的那种五脏六腑翻江倒海的反胃反应。

该理论认为,我们应当感谢 REM 中的梦,它们能够从我们的经历中平缓地消除情绪。通过梦在夜间的治疗工作,REM 展现了优雅的技巧,将苦涩的情感果皮从信息丰富的果肉上剥离。因此,我们可以记住,并且基本能够回忆起重要的生活事件,而不会受到痛苦经历所带来的情感包袱的束缚。

事实上,我认为如果 REM 没有进行这种操作,那么我们就会被困在自传体记忆网络的慢性焦虑状态中。每次我们回忆起某些记忆深刻的事情时,不仅会回忆起记忆的细节,还会再次经历同样充满压力的情绪负荷。REM 的做梦阶段通过其独特的大脑活动和神经化学成分,帮助我们避免了这种情况。

PTSD 的出现可能是因为情绪都没有被有效地去除。PTSD 的患者的睡眠,特别是 REM 被打乱了。还有证据表明,PTSD 患者的神经系统释放的去甲肾上腺素水平要高于正常水平,大脑所处环境中的压力化学物质含量过高,导致其无法在夜晚剥离创伤记忆中的情绪。哌唑嗪可以逐渐降低脑内有害的高浓度去甲肾上腺素,带给这些患者更加健康的 REM。健康的 REM 减少了患者的临床症状,最重要的是,减少了重复性噩梦的发生频率。

创造性

除了做一个坚守你的理智和情绪健康的坚忍哨兵,REM 和做梦还有另一个明显的好处:智能信息处理,这可以激发创造力并提升解决问题的能力。

REM 提供了精湛的、补足性的好处,以抽象且非常新奇的方式,将记忆的元素相互搅拌融合。

人类进步中取得的一些最具革命性的飞跃,都来自这个被描述为“概念联觉”(ideasthesia)的梦的过程。

文中甚至说一个测试表明人解决问题的能力会在 REM 飙升,一个实验在 REM 后把被试者唤醒,醒来时,与从 NREM 中醒来或是白天清醒时的表现相比,参与者们从 REM 中醒来时解决谜题的数量多出了 15%至 35%。(我是觉得厉害得有点离谱)

比起从 NREM 中醒来时或在白天清醒时耗费脑力得出慎重答案,同一个人从 REM 醒来后,答案会立即得出。REM 萦绕不散的“烟雾”为我们提供了一个更加流畅、发散、“开放式”的信息处理状态。

REM 中做梦的大脑完全不会对平淡无味的常识性关联(即从一步到下一步的联想)感兴趣。相反,REM 中的大脑会跳过明显的关联,更偏向于联系不大的概念。逻辑的卫兵离开了 REM 中做梦的大脑,现在由不拘一格的狂人接管联想记忆的疯人院。结果表明,在 REM 的做梦状态中,几乎任何事情都有可能发生——越奇怪越好。

实验揭示了,梦中大脑的运作原理与 NREM 和清醒时的运作原理是完全不同的。当我们进入 REM,梦境成为主宰时,一种启发式的记忆调和术就开始进行了。我们不再拘泥于看到记忆单元之间最典型、平凡的明显联系。取而代之的是,大脑偏重于积极寻找信息集合之间最遥远、最不明显的联系

运用梦这种广角透镜,我们可以观察到脑中存储信息的整片星象,以及它们之间各种组合的可能性,所有这些都是创造力的来源。

只有那些睡过觉,并获得清晨时梦境丰富的 REM 的人身上,出现了将这些记忆元素连接在一起(A>B>C>D>E>F 等)的证据,他们能够进行最遥远的跳跃性关联(例如 B>E)。白天进行包含 REM 的 60~90 分钟小睡后,也发现了同样的好处。

REM 能够从信息集里,创建出抽象的总体知识和高级概念。

爱迪生白天小睡时拿着个球,在他开始做梦的那一刻,肌肉张力放松,他就会松开钢球,让它们掉进下方的金属锅里,把自己吵醒,他称这为“天才之隙”(the genius gap)。

清醒梦

科学家们获得了客观的、基于大脑活动的证据,即做清醒梦的人可以在梦中控制自己什么时候梦见什么。

或许,做清醒梦的人展现的正是智人进化的下一次迭代。这些人将来是否会由于这种不寻常的做梦能力而被自然优先选择呢?也许这可以让他们把梦的创造性解决问题能力,应用在自己或人类清醒时所面临的问题之中,并且更有意识地有效利用其力量。

一生中的睡眠变化

儿童

之前也说了 REM 可以重构知识,激发创造力、社交能力,那么理所当然的,年轻人的 REM 时间会很长。REM 最多的时期,也是大脑最伟大的构造阶段

孩子的年龄越大,他们的睡眠段落就会越少,睡得也就越久越安稳。这种变化的产生是由于昼夜节律。虽然产生睡眠的大脑区域在出生前已经塑造妥当,但控制昼夜节律的“主导者”24 小时生物钟——视交叉上核——需要相当长的时间来发育完善。到了三四个月以后,新生儿才会出现适度的日常节律。慢慢地,视交叉上核开始根据重复的信号,如日光、温度变化和喂食(只要喂食非常规律)等,来建立更有规律的 24 小时节律。

青少年

在青少年初期,也就是独立于父母的转折点之前,青少年必须自己驾驭社会情感世界,此时我们就可以看到年轻的大脑在 REM 的这种情绪重新调整方面得到了大量好处。

REM 比例的降低和 NREM 比例的升高会贯穿整个儿童时期的前期和中期。这种平衡最终会在青少年后期,以 80∶20 的 NREM 与 REM 的比例稳定下来,并在整个中年的前期和中期都保持不变。

要求你十几岁的儿子或女儿在晚上 10 点钟入睡,在昼夜节律方面,就如同是要求作为父母的你在晚上 7 点或 8 点睡觉。无论你发出多大声的命令、无论那个孩子多么想遵守你的指示、无论双方都有多大的意志去努力,一个青少年的昼夜节律是不可能被奇迹般地诱导改变的。此外,要求孩子在第二天早晨 7 点醒来,并且要带着智慧、理性和好心情,就相当于要求作为父母的你在凌晨 4 点或 5 点醒来,并且同样得带着智慧、理性和好心情。

中年

当你进入人生中的第四个十年时,深度 NREM 的电波数量和质量会明显降低。你的深度睡眠时间会更少,那些深度 NREM 脑电波幅度会变得更小、更弱,数量也更少了。进入四十多岁的后期,和青少年时期相比,老化将会剥夺你 60%~70%的深度睡眠。

老年

到了七十岁的时候,你将会失去年轻时 80%~90%的深度睡眠。

因为深度 NREM 的强大脑电波产生于大脑额叶中央区域,随着个体年龄的增长,大脑并不会均匀同步地退化。而衰老程度最严重的大脑区域正是产生深度睡眠的区域——位于鼻梁上方的额叶中央区域。

随着年龄的增长,睡眠改变的第二个标志,同样也是老年人更清楚的一个特征,就是碎片化。我们的年纪越大,夜里醒得就越频繁。许多原因可以导致这种现象,包括药物和疾病的影响,但其中最主要的是膀胱衰弱,因此老年人夜间会更频繁地去卫生间。傍晚和夜间减少液体摄入量可以起到帮助作用,但这并不是万能的。

老年的第三个睡眠变化是昼夜节律的改变。老年人通常与青少年形成鲜明对比,在睡眠时间方面会推前,导致睡得越来越早。其原因是随着年龄的增长,褪黑激素在傍晚会更早释放并达到高峰,从而发出较早的睡眠开始时间指示。

睡眠剥夺与大脑

专注力

大脑有一个功能,即使是在最轻微的睡眠剥夺之下也会受到影响,那就是专注力。

微睡眠仅仅持续几秒钟,在此期间眼睑会部分或全部闭合。这通常发生在长期睡眠不足(定义为每晚睡眠时间少于 7 小时)的个体中。在微睡眠期间,你的大脑在短时间内对外部世界完全没有知觉——不仅是视觉,所有的知觉渠道都是如此。大多数时候你意识不到这种情况。更麻烦的是,你对于运动动作的决定性控制会暂时停止,例如操作方向盘或踩下刹车踏板所必需的动作。由疲劳驾驶引起的交通事故数量,超过了由酒精和毒品引发的车祸的总和。

人类的循环利用周期是 16 个小时左右。清醒 16 个小时之后,大脑会开始失灵。人类每晚需要 7 小时以上的睡眠来维持认知能力。如果连续 10 天每晚只睡 7 个小时,大脑的功能就会像连续 24 小时没睡一样。三晚的恢复睡眠(比正常周末更多)并不能使睡眠不足一周后的表现恢复到正常水平。最后,睡眠不足时,人类的思维不能准确地感知到自己的睡眠有多么不足。

情绪

一个位于大脑左右两侧的叫作杏仁核的结构,是引发气愤和狂怒等强烈情绪的关键位点,也与战斗或逃跑反应有关。受到睡眠剥夺的参与者,其杏仁核显示出的情绪反应明显增强了 60%以上。相比之下,那些睡了整夜的参与者尽管看到的图片完全相同,但大脑扫描显示出杏仁核中产生的是处于控制之中的适度反应。没有了睡眠,我们的大脑仿佛恢复到了一种不受控制的原始反应模式。我们会产生不加思考、不适当的情绪反应,并且不能把事情放到更广阔或更加深思熟虑的背景下去分析。

为什么大脑的情绪中心在没有睡眠的情况下会过度反应呢?进一步运用更精密分析的核磁共振成像实验为我们找到了根本原因。经过一整夜的睡眠之后,前额叶皮质(恰好位于眼球正上方的大脑区域,与理性、逻辑思维和决策相关联;与其他灵长类动物相比,人类的这一部位是极度发达的)会与杏仁核产生强烈的连接,发挥抑制作用,对这个大脑深层的情绪中心进行调控。在夜间充足的睡眠中,我们情绪的油门(杏仁核)和刹车(前额叶皮质)之间得到了恰到好处的平衡。而没有了睡眠,这两个大脑区域之间的强烈连接就不存在了。我们无法控制自己的原始冲动——情绪的油门(杏仁核)使用得太多却没有足够的刹车(前额叶皮质)。如果没有每天晚上通过睡眠得到的理性控制,我们就无法处于神经上——乃至情绪上——的稳定状态。

任何一种严重的精神疾病,都伴随着不正常的睡眠状况。抑郁症、焦虑症、PTSD、精神分裂症和双相情感障碍都是如此。

睡眠不足是躁狂症或抑郁症精神病的发作诱因。这个结果支持了一种机制,即睡眠障碍——几乎总是发生在躁郁症患者从病情稳定转变为不稳定的躁狂或抑郁状态之前——可能是这种紊乱的触发器,而不是简单的附属品。

失忆

即使是学习过程中最基本的元素——在这些突触内形成记忆构建基础材料的蛋白质的产生——也会因睡眠缺失的状态而受阻。

这一领域的最新研究表明,睡眠剥夺甚至会影响海马体本身的脑细胞中的 DNA 和与学习相关的基因。因此,睡眠缺乏是一种深入渗透、腐蚀的力量,会使你大脑中制造记忆的器官逐渐衰弱,从而妨碍你建立持久的记忆印迹。这就好像堆一座太靠近潮水线的沙堡一样,后果可想而知。

如果你在学习之后的第一个晚上没有睡觉,那么即使你之后得到了很多的“补充”睡眠,你也没有机会巩固这些记忆了。这就是睡眠债不可偿还的原因。

这种无法解释的模式让我感到震惊的是,淀粉样蛋白在阿尔茨海默病早期和病情尤其严重的后期时在大脑中积累的位置。这个位置就是额叶的中间部分,就像你记得的那样,这一区域是健康的年轻人产生深度 NREM 脑电波所必需的。

那些脑部淀粉样蛋白沉积水平最高的人,深度睡眠损失也最严重,并且由此连锁导致了这些新的记忆未能成功地巩固。一夜之间遗忘,而不是记住,就这样发生了。因此,深度 NREM 障碍就是隐藏的中间人,介导了淀粉样蛋白和阿尔茨海默病记忆障碍之间的肮脏交易。这就是缺少的一环。

大约在我们进行研究的同时,Maiken Nedergaard 博士的发现成了近几十年来睡眠研究领域最引人注目的发现之一。他通过对小鼠的研究发现,大脑中存在一种叫作“类淋巴系统”的排污网络。它的名字来源于身体中与之相似的淋巴系统,但它是由名为胶质细胞的细胞组成的。

在这场可以被描述为夜间强力清洁的过程中,类淋巴系统的净化工作是通过充满大脑的脑脊液来完成的。

在睡眠期间,由类淋巴系统排出的毒性废物中的一部分就是淀粉样蛋白——与阿尔茨海默氏病有关的毒性物质。其他与阿尔茨海默病有关的危险代谢废物元素也会被睡眠期间的清洁过程所清除,其中包括 τ 蛋白,以及白天消耗能量和氧气时由神经元产生的应激分子。如果在实验中阻止小鼠获得 NREM,让它保持清醒,那么小鼠大脑中的淀粉样蛋白沉积就会立即增加。在没有睡眠的情况下,小鼠大脑中积累的与阿尔茨海默病相关的毒性蛋白与其他几种毒性代谢物含量会一同升高。换句话说,或者更简单地说,清醒是低级的脑损伤,而睡眠是神经系统的卫生保障。

睡眠剥夺与身体

心脏

睡眠质量差,心脏就不健康,一个有力的例子是,一些国家转换为夏令时,之后第二天就是心脏病发作高峰。

45 岁以上、每晚睡眠时间少于 6 小时的成年人,与每天晚上睡眠 7~8 小时的人相比,其一生中心脏病发作或中风的可能性要高出 200%。

与我们遇到的睡眠缺乏的其他后果一样,不需要整夜的睡眠剥夺就可以对你的心血管系统产生可观测到的影响。一晚睡眠的适度减少——即使只有一两个小时——也能迅速加快一个人心脏的收缩速度,并且显著增加血管内的收缩压。

当你睡眠不足时,心脏加速跳动,通过脉管系统泵送的血液体积流率就会增加,出现高血压状态,这种感觉现代人应该都感受过吧。同时,一种名为皮质醇的应激激素会缓慢增加,这是由过度活跃的交感神经系统引起的。持续的皮质醇泛滥造成的一个不良后果,就是血管收缩,从而使血压增长得更高。

吃得多

睡得越少,你就越想吃东西。此外,你的身体还会变得无法有效地管理这些卡路里,尤其是血液中糖的浓度。通过这两种途径,每晚睡眠时间少于 7 个小时,就会增加你体重增长、超重或肥胖的概率,并会显著增加患 2 型糖尿病的可能性。

相互独立的研究小组们发现,在夜晚常规睡眠时间少于 6 小时的个体中发现 2 型糖尿病的比例更高。即使在控制了体重、饮酒、吸烟、年龄、性别、种族和咖啡因摄取等其他因素时,这种关联仍然很显著。在参与者被限制一星期每晚只睡 4~5 个小时之后,这些疲劳的人体内的细胞对胰岛素的接受程度要低得多。在这种睡眠不足的状态下,细胞顽固地抵抗胰岛素发出的信息,拒绝打开表面的通道。

睡眠不足会降低释放饱腹感信号的激素瘦素的浓度,升高诱发饥饿感的激素胃饥饿素的浓度。

最极端的情况下,与包含完整 8 小时睡眠的正常 24 小时生命活动相比,剥夺一个人连续 24 小时中的所有睡眠,他只能额外多消耗 147 卡路里的热量。事实证明,睡眠对于大脑和身体来说,是一个强烈的代谢活跃状态。出于这个原因,那些认为我们睡觉是为了保存大量能量的理论不再被接纳。

看过其他科普书可能也知道自控和做决策是耗能的,这在缺乏睡眠时尤其做不到,所以面对美食更是无法忍受直接开吃

总结如下:睡眠时间短会增加饥饿感和食欲,损害大脑内的冲动控制,增加食物消耗(尤其是高热量食物),减少进食后的食物满足感,并且在节食时阻止有效的体重减轻。

生殖健康

缺乏睡眠降低睾酮分泌,睾酮影响性能力、对大脑的专注能力有着强烈的影响,还能维持骨密度,并帮助增加肌肉质量和肌肉力量,因此整晚的睡眠对于所有年龄段男性的生殖健康和积极生活来说都是必不可少的。

对于女性,每晚睡眠时间经常少于 8 小时的怀孕女性在妊娠的头三个月更容易发生流产。

免疫力

那些经历了一晚短睡眠之后的面孔看起来更疲劳、更不健康,吸引力也明显减少,而睡了整整 8 个小时之后,这个人的吸引力就变得更大了。桑德林揭露了睡眠不足的真实面目,并且认可了一直以来的“美容觉”这一概念。

面对活跃的普通感冒病毒,一个人在一周之前得到的睡眠越少,就越有可能感染感冒。平均睡 5 个小时的人,感染率几乎达到 50%。而在一周前每晚睡 7 个小时以上的人,感染率仅为 18%。

考虑到普通感冒、流感和肺炎等传染性疾病已是发达国家的主要死亡因素,新冠时代更是应该注重睡眠。

欧文通过对健康的年轻人进行实验证明,比起 8 个小时的晚间睡眠,一个晚上只睡 4 个小时——例如早上 3 点睡觉,早上 7 点醒来——会清除 70%在免疫系统中循环的自然杀伤细胞。你会发现自己面临着这样一种剧烈的免疫缺陷状态,而且发生速度之快,仅仅一晚的“糟糕”睡眠之后很快就会发生。

致癌

随着每一年研究的深入,更多类型的恶性肿瘤被证明与睡眠不足有关。欧洲的一项涉及近 2.5 万人的大型研究表明,睡眠时间不超过 6 小时的人比起睡眠时间超过 7 小时的人,患癌症的风险增加了 40%。

睡眠太少导致癌症的方式和原因,现在也逐渐明朗。部分问题涉及交感神经系统扰乱的影响,因为睡眠不足会迫使交感神经系统过度运行,引起免疫系统不必要的持续炎症反应。慢性炎症一直开启着而没有自然恢复到平静状态,它的非特异性状态就会引起多种健康问题,包括与癌症有关的问题。且如果癌症已经发生,也会为其迅速且更加猖獗的增生提供致命的肥料。

每天 8.5 小时睡眠降到 6.5 小时,一周后多达 711 种基因的活动发生了异常。

个体获得的睡眠越少,或者睡眠质量越差,他的染色体顶端的端粒就越容易受到损害。这一发现是从一系列由世界各地的许多独立研究小组进行的针对数千名四十多岁、五十多岁、六十多岁的成年人的研究成果中得出的。

体力

每晚睡眠时间少于 8 小时,特别是少于 6 小时的时候,会发生以下情况:达到体力耗尽状态的时间缩短了 10%至 30%,有氧输出显著降低。在肢体伸展力和垂直跳跃高度方面也观察到了类似的衰退,伴随着肌力强度的峰值和持久力的下降。除此之外,睡眠不足导致的心血管、代谢和呼吸功能弱化也对身体造成了阻碍,包括乳酸积聚速率加快、血氧饱和度降低和血液二氧化碳浓度增加,这在某种程度上是由于肺部排气量的减少所导致的。即使是身体在高强度的体力消耗过程中通过出汗来降低体温的能力(这也是达到最佳状态的重要部分),也会因睡眠不足而减弱。

无法修补

就像睡眠剥夺对记忆的影响一样,一旦你当下错过了睡眠的益处(例如对这种季节性流感的免疫反应),就无法仅仅通过补偿睡眠来重新获得益处了。损害已经形成了,而且一年之后仍然可以测量到一些损害。

睡眠障碍

失眠

睡眠不足并不是失眠。睡眠不足是可以睡着但就不去睡觉,失眠是尽管有足够时间睡觉依然不能产生足够的睡眠量和睡眠质量。

首先是入睡性失眠,即入睡出现困难。其次是睡眠维持性失眠,即难以持续睡眠。

无论发生哪种睡眠问题,睡眠医学都有非常具体的临床诊断条目,患者只有在满足所有条目的情况下才会被诊断为失眠症。目前,这些条目包括:

  • 对睡眠量或睡眠质量不满意(例如入睡困难、睡眠间断、醒得过早等)
  • 感到严重不适,或正常生活受到负面影响
  • 超过三个月,每周至少失眠三晚
  • 没有其他可能并发失眠症状的精神障碍或疾病

即使有了这个严格的定义,慢性失眠也是非常普遍的。你在街上遇到的每 9 个人中,大约就会有 1 个人符合失眠症的严格临床标准,如果放松定义范围,失眠的人就更多了。女性失眠的概率是男性的两倍,原因尚不清楚。

慢性失眠最常见的两个原因是心理上的:(1)情绪困扰或担忧;(2)情绪低落或焦虑。

在这个快节奏、信息超负荷的现代世界里,我们为数不多的能够停止持续性信息摄入,并且进行思维反馈的时间,就是我们的头挨到枕头的时候。但是,没有比睡觉时有意识地这样做更糟的了。当我们的情感思绪的旋转齿轮开始转动,焦虑地担心我们今天所做的事情、忘记做的事情、未来几天必须面对的事情,甚至是那些遥远的将来还未发生的事情,难怪睡眠几乎不可能开始或持续。这并不是那种将睡眠召唤进你的大脑,让你平静地沉浸在整夜安睡中的平和脑电波。

由于心理困扰是诱发失眠的主要因素,所以研究人员一直致力于研究导致情绪波动的生物学原因。目前已经清楚地看到了一个常见的因素:交感神经系统过度活跃。我们在前面章节中曾经提到,这个系统会使身体产生恼人的战斗或逃跑机制。在我们过去的进化过程中,面临威胁和突然的压力时,交感神经系统会开启,以动员合理的战斗或逃跑反应。这造成的生理结果是,心率加快、血流量增加、代谢率提高、皮质醇等应激物质释放,以及脑部激活增加,所有这些变化在处于真正有威胁或有危险的紧急时刻,都是有益的。然而,战斗或逃跑反应并不应该长时间处于“开启”的状态。正如我们在前几章中谈到的,战斗或逃跑神经系统的长期持续激活会导致无数的健康问题,如今我们确认,失眠就是其中之一。

过度活跃的战斗或逃跑神经系统为什么会阻碍良好的睡眠?

首先,在失眠症患者中常见的战斗或逃跑神经系统活动会引发代谢率的提高,从而导致更高的核心体温。你也许还记得,我们必须把核心体温降低几度,才能开始睡眠,所以睡眠对于体内代谢率升高,导致体内(包括脑部)的运行温度升高的失眠症患者来说,会变得更加困难。

其次,是提高警觉度水平的激素皮质醇和同类型的神经化学物质肾上腺素去甲肾上腺素的升高。这三种化学物质都能够提高心率。通常情况下,在我们逐渐进入浅度至深度睡眠的过程中,我们的心血管系统会逐渐平静下来。但活跃的心脏活动,会使这种状态的转变更加困难。上面说的三种化学物质都会提高新陈代谢率,从而进一步提高核心体温,再次加剧了前述第一个问题。

最后,也是与这些化学物质有关的,是与身体交感神经系统相联系的大脑活动模式的改变。研究人员用脑部扫描仪对健康的睡眠者和失眠症患者进行扫描,测量了两组参与者试图入睡时不断变化的大脑活动模式。在睡眠良好的人群中,大脑里与情绪刺激有关的部分(杏仁核)及与回忆有关的部分(海马体)在进入睡眠的过程中,活动水平迅速降低,脑干中的基本警觉区域也是如此。而失眠症患者并非如此。他们产生情绪的区域和记忆中心都保持活跃状态,脑干中基本的警觉中枢同样如此,顽固地持续着清醒的警觉状态。从头到尾,丘脑(大脑的感觉闸门,需要停止活动来允许睡眠的发生)在失眠症患者脑中都在保持活跃,照常工作。

失眠症患者无法从忙碌的、使人焦虑的、反复思考的大脑活动模式中脱离出来。试想一下,你合上笔记本电脑让它进入睡眠状态,过了一会儿,却发现屏幕仍然亮着,冷却风扇仍然在工作,尽管合上了,电脑仍处于工作状态。通常这是因为程序仍在运行,电脑无法转换到睡眠模式。

根据脑成像研究的结果来看,失眠症患者也会出现类似的问题。情感程序的递归循环,连同回顾性和前瞻性的记忆循环一起,一直在头脑中发挥作用,阻止大脑关机并切换到睡眠模式。这表明,神经系统的战斗或逃跑分支系统,与脑部所有这些情绪、记忆和警觉性相关区域之间,存在着直接的因果联系。身体和大脑之间的双向交流通道构成了一个恶性循环,不断阻挠睡眠的生成。

嗜睡

它主要表现为白天的睡意侵袭,当你想要清醒时,比如坐在办公桌前工作、开车或与家人朋友一起吃饭时,就有可能出现这种压倒性的、完全不可抗拒的睡眠冲动。

每 2000 人中才会有 1 人患有嗜睡症,

嗜睡症的第二个症状是睡眠麻痹:当从睡眠中醒来时,患者会丧失说话或活动的能力。你基本上是被暂时锁在了自己的身体里。

嗜睡症的第三个也是最惊人的核心症状叫作“猝倒”(cataplexy)。这个词来自希腊语中的 kata(意思是“倒”),以及 plexis(意思是“中风”或“癫痫发作”)。然而,猝倒发作根本不是癫痫发作,而是突然失去肌肉控制。这可能包括肌肉力量的轻微减弱,从头部下垂、面部凹陷、下巴松弛、语言含混不清,到膝盖软弱无力或突然立即丧失所有肌肉张力,从而导致整个人当场完全瘫倒

警觉且活跃的脑干区域,以及位于其上的丘脑(感觉闸门),整个组织看起来就像一勺堆在蛋筒(脑干)上的冰激凌(丘脑)。随着脑干在夜晚停止活动,它对丘脑的刺激影响也将消除。随着感觉闸门的关闭,我们也停止了对外部世界的感知,因此我们睡着了。

但是,我没有提到的是,脑干如何知道现在到了该“关灯”的时候,然后调低清醒度,开始睡眠。一定有什么东西把脑干激活的效果关掉了,以此来启动睡眠。这个睡眠—清醒开关,就位于大脑中央丘脑的下方,一个称为下丘脑的区域。这也正是作为总指挥的 24 小时生物钟所在的区域,或许这并不令人意外。

当增食欲素释放到你的脑干时,开关就会被明确地启动,为脑干的清醒生成中心提供动力。脑干一旦被开关激活,就会开启丘脑的感觉闸门,让对世界的感知涌入你的大脑,使你转变为完全的、稳定的清醒状态。

睡眠缺失致死

迈克尔·科克(Michael Corke)从 40 岁开始变得不能入睡。没有任何一种药性平和的睡眠药物,甚或强烈的镇静剂,能够使他的大脑摆脱永久性清醒的控制。

罪魁祸首是名为 PrNP 的基因出现异常,PrNP 代表朊蛋白。我们所有人的大脑中都存在朊蛋白,它们会行使有用的功能。然而,这一基因的缺损会使这种蛋白质出现异常,形成一种像病毒一样传播的突变版本。在这种基因出现问题的结构中,蛋白质开始瞄准并摧毁大脑的某些部分,导致大脑随着蛋白质的传播加速退化。

睡眠缺失致死的直接原因是败血症——一种毒性和全身性的细菌感染,进入血液循环并摧毁整个机体直至死亡。而且这并不是来自外部的恶性感染,而是来自自身肠道内的细菌(健康的免疫系统在经过睡眠强化时很容易清除这些细菌)。

除了上面说的慢性死亡还有大家在新闻各种看到的加班猝死。

虽然也不是睡得越多越好,不过本书没有提及睡太多的造成问问题,只表明睡眠时间过高或过低都会增加死亡风险。同时提到这和食物、氧气和水都一样,它们也与死亡风险具有反“J”形关系。过量的饮食会缩短寿命。摄入过多的水会导致与中风或心脏病发作有关的致命的血压升高。血液中氧气含量过高,被称为氧过多,对细胞,特别是脑部的细胞有毒性。

现代社会的睡眠难处

除了通勤时间延长,以及由电视和电子娱乐设备所引起的“睡眠拖延”外(这两个将我们和孩子的睡眠时间掐头去尾的因素并不是不重要)

咖啡因

咖啡因溶液在现在越来越流行,造成失眠的机理前面说过的,干扰腺苷受体。

褪黑素

褪黑色素分泌受室内灯光干扰。

白天的消逝告诉我们的视交叉上核,现在正在进入夜晚,应该要松开松果体上的刹车踏板,让它释放出大量的褪黑激素,将夜晚来临的信号传递给我们的大脑和身体,告诉它们现在是睡觉的时候了。适当出现的疲倦、紧接着的睡眠,这些通常会在黄昏后的几个小时里在人类群体中发生。

从白炽灯,到 LED 灯,到现在影响更严重的手机屏幕,这些光线都会影响视交叉上核分泌褪黑素。你的身体会在关灯、关手机屏幕后才会让褪黑色素上升到它本该有的浓度。

灯和电子产品重新定义了夜的意义,但人类古老的身体并不习惯最近这几百年的新玩意,所以收到影响也是理所当然的吧。

酒精

酒精在药物分类上属于镇静剂。它会与大脑内的受体结合,阻止神经元发射电脉冲。

镇静剂怎么会让你精力充沛呢?答案归结为这样一个事实:你的社交能力增加是由于在酒精的可怕影响的早期阶段,你的大脑的一部分,即前额叶皮质会受到镇静作用。我们之前讨论过,人类大脑的前额叶区域有助于我们克制冲动、控制行为。酒精正是首先使我们大脑的这一部分停止运转。结果,我们“放松”了,变得更不拘束、更外向了。但是从解剖学上来说,它仍然是针对特定区域的大脑镇静剂。

因为这种麻醉不是睡眠。酒精的麻醉作用让你不清醒,但不会诱发自然的睡眠。你通过酒精所进入的脑电波状态并不是自然的睡眠状态,相反,它类似于轻度麻醉状态。

其次,酒精是我们所知道的抑制 REM 的最强力物质之一。当人体代谢酒精时,会产生叫作醛和酮的化学副产物。醛类物质尤其会阻断大脑产生 REM 的能力。

为了处理记忆,学习之后的第一晚,大脑对睡眠的需求是没有商量的余地的。

但是第三天晚上摄入酒精后的睡眠依然导致了几乎同等程度的失忆——他们在第一天努力建立的知识记忆被遗忘了 40%。

我可以给出的政治不正确的建议是(当然我从不真的这样说):去酒吧喝一杯的话,还是要早上去。那样的话,睡觉之前酒精就会从你的体内排出。

恒定的室温

要成功开启睡眠,你的核心温度需要降低约 1℃

核心体温的下降是由位于大脑中央下丘脑内的一组热敏感细胞探测到的。这些细胞靠近大脑中视交叉上核的 24 小时生物钟所在之处,这是有充分理由的。一旦核心体温在夜晚降低到阈值以下,热敏感细胞就会迅速向邻近的视交叉上核传递信息。这种信息再加上自然衰落的光线,就会通知视交叉上核启动褪黑激素在夜晚的释放,带来睡眠的命令。所以,夜间褪黑激素水平不仅受到黄昏时日光衰减的控制,而且受到与日落一致的温度下降的控制。因此,环境中的光线和温度尽管相互独立,但依然协同作用,决定了夜间的褪黑激素水平,规划了理想的睡眠时间。

科学家稍微温暖了大鼠的脚或身体,以促使血液流动到皮肤表层并散发热量,从而降低核心体温。结果,这些大鼠进入睡眠的速度比正常情况下要快得多。

在进行身体冷却疗法之前,这些人群在半夜醒来、无法继续睡觉(这是睡眠维持性失眠症的典型特征)的概率为 58%。这个数字在接受贴身的温控睡衣辅助时,下降至 4%。甚至睡眠的脑电波质量——尤其是 NREM 的深沉、强大的脑电波——也得到了提升。

你可能也在无意间,使用过这种经过证实的温度控制方法来辅助自己的睡眠。对许多人来说,在睡前泡个热水澡,使整个身体得到温暖浸泡是一种奢侈。我们觉得这样做可以帮助我们更快地入睡,的确如此,但原因可能与大多数人想象的相反。你并不是因为身体是热的、温暖的而更快入睡。相反,热水浴会让血液流到你的皮肤表面,让你看起来更加红润。当你离开浴缸时,皮肤表面那些扩张的血管会帮助你迅速地散发体内的热量,并且让你的核心体温骤然下降。因此,你才能更快地入睡。睡前的热水浴可以使健康成年人的深度 NREM 增加 10%到 15%。

工作与睡眠

工业时代给我们的睡眠造成的又一次破坏性打击是:强制唤醒。将睡眠类型不同的人们统一在一个时间唤醒,这就是社会对夜猫子不友好的原因。

但对于睡眠不足——另一种有害的、潜在的致命因素——通常很包容,甚至加以鼓励。这种心态之所以存在,部分原因在于,某些企业领导错误地认为花费在工作上的时间等同于任务的完成度和生产力。即使对于工业时代重复性的工厂作业来说,这也不是真的。这是一个误导性的谬误,也是一个代价昂贵的谬误。

大量的员工特征决定了这些指标,通常包括:创造力、智力、动机、努力、效率、团队工作的效力,以及情绪稳定性、社交性和道德感等,所有这些都可能因睡眠不足而彻底解体。

你会发现那些在前几天获得的睡眠较少的人总是会选择挑战性较小的任务。他们选择简单的途径,并且在这个过程中较少产生有创意的解决方案。有时候困起来确实不会去想是否有更优的算法,直接实现功能就算了。

员工们没有意识到的讽刺意味是,当自己没有得到足够的睡眠时,工作效率会变低,因此需要更长时间才能完成目标。这意味着你常常必须工作更长时间,直到深夜,更晚回家,更晚睡觉,并且需要更早醒来,形成一个恶性循环。

很多人选择了更高的薪水和更短的睡眠时间,作者觉得很讽刺,因为其实有机会既要又要。

好例子:一些公司的弹性上班时间;一些公司提供休息室、冥想室;NASA 允许任务前小睡,提高任务表现。

失眠症治疗

安眠药并不能提供自然睡眠,它会损害健康,并且增加患上致命疾病的风险。

安眠药实际上相当于打昏了大脑皮层的较高阶区域。

在继续研究更精良的睡眠药物的同时,一股激动人心的改善睡眠的非药物学方法新浪潮正在快速兴起。除了我们之前讨论过的(仍然处于开发的初期阶段)用于提高深度睡眠质量的电流、磁力和听觉刺激方法以外,现在已经有许多有效的行为方法来改善睡眠,特别是针对失眠症患者。目前,这些方法中最有效的是失眠症认知行为疗法(CBT-I),它迅速被医学界接受并被列为一线疗法。

锻炼通常会增加总睡眠时间,尤其是深度 NREM 时间。它也加强了睡眠质量,导致更强大的脑电波活动。但是尽量不要在睡前做运动。体力消耗后,较高的体温可以保持 1 到 2 个小时。如果这种情况发生在离睡眠时间太近的时候,那么代谢率提高可能会使你难以充分降低核心体温来启动睡眠。最好在熄灯前 2 到 3 个小时就结束锻炼。

其他生物的睡眠

一般来说大脑复杂性与身体大小的相对关系增加会导致更多的睡眠量,但也有例外,睡很多的蝙蝠,睡很少的长颈鹿。

只有鸟类和哺乳动物才具有成熟的 REM,而它们在动物界的进化时间轴上出现较晚。这表明有梦(快速眼动)睡眠在进化史上刚刚崭露头角。

以鲸类(比如海豚和鲸鱼)为例,它们只有 NREM,而且可以是单个脑半球睡眠。总之,大自然就没打算让生物不睡觉。

其他灵长类动物相比,我们祖先从树梢到地面的睡眠转变引发了相对更丰富、更快速的 REM,从这种奖励中,出现了认知创造力、情商及社会复杂性的急剧增加。这与我们日益复杂、相互关联的大脑紧密相连,引起了每日(还有夜)的生存策略的改善。反过来,我们越努力地工作,在白天,大脑的情绪和创造性回路就越强大,我们就越需要在夜间提供更多的 REM,以服务和重新校准这些高需求的神经系统。

不睡吃亏的是你自己

在所有发达国家中,有三分之二的成年人无法获得通常提倡的 8 小时夜间睡眠。

睡眠作为一个将人类暴露在危险中的行为,在人类进化中一直存在,侧面说明睡眠必然有的重要作用。且人类实际上是唯一一种会在没有合理益处的情况下故意剥夺自己睡眠的物种。

我相信,现在是时候重新夺回获得整夜睡眠的权利了,我们不应该为此感到尴尬或是羞耻。这样,我们就可以重新得到最强大的灵药,通过每一个可能的生物途径带给我们健康与活力。也许,我们终将记起白天真正清醒的感觉,充分而深刻地感受充实的生活。

健康睡眠小贴士加强版

我们之中数以百万计的绝望的人们宁愿花很多钱来换取一夜好眠,其实很多方法都不用钱。

原书附录只有 12 条,这里再加一点我平时看到的经验

  1. 周末保持工作日起床时间,减少对生物钟干扰
  2. 尽量每天尝试锻炼至少 30 分钟,但要在睡前 2~3 小时结束锻炼
  3. 避免咖啡因和尼古丁的摄入
  4. 睡前避免喝酒精饮料
  5. 深夜避免大量进食和喝饮料,大量进食会导致消化不良,干扰睡眠,喝太多液体会导致频繁醒来上厕所
  6. 一些药会破坏睡眠,可以询问医生是否可以更改服药时间
  7. 晚上会睡不着可以选择不午睡
  8. 睡前放松。不要把白天安排得太满,以至于没有时间放松。你的睡前习惯应该包含一项轻松的活动,如阅读或听音乐
  9. 睡前洗个热水澡。洗过澡后,体温的下降可能会使你感到困倦,洗澡也可以帮助你放松和缓解紧张,让你更容易入睡
  10. 保持卧室幽暗凉爽,并且不要放置任何电子产品,也不要看表
  11. 借助光校准生物钟,早上晒太阳,睡前调暗室内灯光
  12. 醒着时不要躺在床上。如果你躺在床上 20 分钟后仍然很清醒,或者开始感到焦虑或担心,那么就起床进行一些轻松的活动,直到感到困倦。不能入睡的焦虑会使你更难入睡
  13. 晚上使用电子产品把色调调黄
  14. 放松躺平
  15. 冥想
  16. 使用香薰
  17. 补充镁、茶氨酸、gaba,褪黑素分泌正常的话再吃也没用,毕竟是个激素,吃多了反而影响内分泌
  18. 可以考虑更换枕头、床垫
  19. 中药调理

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