導讀

徐敏（中國科學院神經(jīng)科學研究所研究員）｜撰文

深究科學｜訪談

01

為何人和動物都需要睡眠？它的生理功能是什么？

所有動物都需要睡眠，為什么？從廣義的角度講，其實這是在探討睡眠的主要功能是什么？

目前，從科學角度來講，這個問題還沒有一個明確的答案。但從個人體會來講，睡眠的最大作用基本上是恢復。它在科學上沒有一個明確答案，是因為我們并不清楚它到底是恢復了哪些東西。比如我們很累的時候，睡覺起來后，之前頭昏腦漲的狀態(tài)可能會消失，睡醒后會覺得神清氣爽，心情也非常好。它肯定是有恢復的功能，但到底是在分子層面，或者是大腦的環(huán)路層面，還是大腦系統(tǒng)層面，到底恢復了哪些東西，現(xiàn)在并不是特別清楚。

睡眠功能方面的進展其實還是挺多的。從更廣義的角度來講，我們可以認為它是恢復，但是到底是恢復了哪些具體方面，其實現(xiàn)在并不是特別的清楚。

關于科學進展，有一些例子，比如青少年為什么需要這么長的睡眠。一方面認為，睡眠可能跟一些生長發(fā)育（因子）關聯(lián)。小孩無論是大腦還是身體都在發(fā)育，都需要一種關鍵的激素——生長激素，現(xiàn)在已經(jīng)比較明確，生長激素主要是在睡眠階段分泌的，而且需要一個比較高質(zhì)量的睡眠，才有保證更多的生長激素分泌。這其實就是一個非常好的例子，良好的睡眠，可以促進生長發(fā)育。

另外一方面，睡眠其實還有一個重要的功能，它對我們記憶的形成非常重要。這個聽上去可能比較奇怪，因為平時我們理解記憶的獲得，是發(fā)生在白天的時候。但大腦有一個非常特殊的機制，就是我們學習后新獲得的記憶，它其實都只是一個臨時的記憶。那這個記憶，一定要經(jīng)過睡眠階段，才能轉(zhuǎn)化成一個長久存儲的、穩(wěn)固的記憶。如果有一個很好的睡眠，就會更能幫助你把白天學的知識，變成一個長久的記憶。所以，睡眠對于記憶的形成，是至關重要的。

睡眠其實跟我們身體的健康也是息息相關的，比如免疫功能。免疫功能的調(diào)節(jié)，它很大程度上依賴于睡眠。舉一個簡單的例子，可能很多朋友也有這樣的一個切身體驗，你如果連續(xù)幾天都是睡眠不好的話，你就容易感冒，或者是有些部位，好比說牙疼等等，這其實就是炎癥的一個反應。這是你的免疫力下降的表現(xiàn)。所以睡眠不好的時候，免疫力也會有所下降。

02

睡眠的過程怎么劃分？

睡眠其實不是一個單一的過程。最基本的劃分，可以把它分成慢波睡眠和快動眼睡眠?？靹友鬯撸櫭剂x，就是這個時期的一個特征是我們的眼球快速的掃動，在1953年的時候被發(fā)現(xiàn)，它是跟我們做夢密切相關的。

我們現(xiàn)代經(jīng)典定義的快速動眼睡眠，主要在鳥類還有哺乳類有這樣的一個現(xiàn)象。但是前面講到其實所有的動物，無論是高等低等，它都有睡眠現(xiàn)象。對于一些更加低等的物種，比如說魚、昆蟲等，這些動物現(xiàn)在并沒有一個明確的快動眼睡眠。但總體上這也是一個不斷改進的概念。

現(xiàn)在傾向于把睡眠分成靜息的睡眠，或是一個更加主動的、更加活躍的睡眠。如果按這樣的一個標準來分，那幾乎是所有動物的睡眠都可能包含兩個階段，一個是相對安靜的階段，另一個是相對活躍的階段。

03

睡眠與哪些因素相關？

如果做一個調(diào)查，可以很明顯地發(fā)現(xiàn)，不同人的睡眠時長，是有一個分布的。有的人可能是4到6個小時，有的人可能是七八個小時左右，而有些人可能需要9個小時的睡眠。這個其實是一個非常正常的現(xiàn)象。這樣的分布其實在很大程度上是由遺傳來決定的。這里面其實非常有趣的是短睡眠者。

我們?nèi)说囊簧蟛糠秩瞬畈欢嗍?/3的時間，即八小時都在睡眠當中。但是如果我們能把睡眠的時間壓縮到更短，那就可以有更多的時間去工作。但是對大部分人來講，他可能并不能去壓縮。但是有一小部分人，我們叫短睡眠者，他每天可能只需要4到6個小時，就可以把整個的睡眠過程完成。

在家族性短睡眠者方面的研究做的最好的是美國舊金山大學UCSF的傅穎慧教授團隊，他們先后發(fā)現(xiàn)了四個短睡基因。只要有這四個基因的突變，那每天就可能只需要4到6個小時的睡眠。

有很多的科普文章，說每個人都需要8個小時的睡眠，這是不對的。其實每個人需要的睡眠時長都是不一樣的，這可能是基因，或者環(huán)境綜合作用的結果。那如何知道你需要多少時間的睡眠？其實有一個非常簡單的方法，你只要第二天可以在不補睡的情況下，精神滿滿地工作一整天，這就是你需要的最短睡眠時間，是你最合適的睡眠時間。而且睡眠時長是隨不同的年齡，也是有變化的。比如兒童其實大部分需要九個小時的睡眠，但現(xiàn)在的小學生，他們學習的壓力非常大，作業(yè)非常多，導致他們很難獲得9個小時的睡眠，這是不應該的。其實應該調(diào)整一些政策，幫助他們獲得更好的睡眠。

04

睡眠與年齡有何關系？不同年齡段為何差異大？

睡眠的長短需求，或者睡眠的結構，它隨著年齡有很大的變化。我們知道嬰兒的時候，他能大部分時間都在睡覺。小學生的時候，睡覺時間就相對地減少。然后成年時期，可能大部分人就睡7到8個小時。而老年人，他們可能是起得很早，睡得很少，這是常見的一般印象。

從我們的科學研究的角度來講，隨著我們?nèi)祟惢蛘邉游锏牟煌l(fā)育階段，睡眠的長短是有比較大的變化。我們的整個睡眠，包括快動眼睡眠還有慢波睡眠的比例，也是有很大的變化。比如年輕的動物，幼兒的時候，它快動眼睡眠占了非常大的比例，這個也是大家認為快動眼睡眠可能是對我們大腦發(fā)育有很重要影響的一個原因。嬰兒期，整個的發(fā)育需求非常大，可能需要更多的快動眼睡眠。但是到了成年，整個的快動眼睡眠可能就穩(wěn)定在差不多20%這樣一個比例。老年的時候會有所下降。

不同年齡階段睡眠變化其實有一個誤區(qū)，通常大家都認為老年人起得很早，是不是他們睡眠需求低。其實研究下來發(fā)現(xiàn)，老年人的睡眠需求，其實并不低，跟成年人是差不多的。老年人可能由于作息習慣，睡得早所以起得也早。還有的老年人睡得晚或者起得早，但白天有很多的補睡時間，所以總體上來講，雖然老年人睡眠質(zhì)量下降，但是他總體上對睡眠的需求其實并沒有顯著的減少。

關于不同發(fā)育階段的睡眠變化，原因現(xiàn)在可能還不是特別清楚。但可能有兩個因素，一個是前面提到的嬰兒期，由于發(fā)育的變化比較大，所以導致快動眼睡眠比較多，這可能是由于快動眼睡眠跟發(fā)育本身的聯(lián)系造成。另一方面老年人睡眠質(zhì)量下降，一個很重要的原因是他的生物節(jié)律有點紊亂造成的。我們知道生物節(jié)律幾乎調(diào)控了我們身體所有的功能，睡眠作為一個非常重要的生理過程，也受到生物節(jié)律緊密的影響。但是老年人生物鐘的振幅就有下降，所以導致他節(jié)律不是特別的穩(wěn)定，晚上可能不能睡那么長時間。另外一個因素，睡眠其實受到我們身體狀態(tài)的影響，比如有高血壓或者慢性疼痛，肯定睡不好。老年人由于基礎疾病比較多，可能也導致睡眠質(zhì)量下降，不能完整地睡很長時間。

05

睡眠還有哪些奧秘？

當然睡眠是一個非常熱門的領域，這也是因為睡眠跟我們個體的生活息息相關，所以吸引了很多的關注。在過去差不多是50多年，我們?nèi)〉昧朔浅４蟮倪M展。但是睡眠的本質(zhì)問題，其實并沒有得到完全的解決。所有的動物都需要睡眠，睡眠最本質(zhì)的功能到底是什么？我們雖然認為本質(zhì)的功能可能是恢復，但是它到底恢復了哪些東西，比如在分子方面，它到底對細胞做了什么？在網(wǎng)絡層面，突出連接層面到底恢復哪些？這些還沒完全闡明。

現(xiàn)在整個的睡眠領域基本上達成共識——睡眠主要由大腦來調(diào)控。但是大腦到底是什么時候決定我們需要去睡覺，什么時候可以清醒。雖然我們也了解了很多，但是這里面最關鍵的是我們醒的時候，為什么醒的時間不能連續(xù)醒5天？為什么醒的時間長了之后，就會變困？讓我們變困的東西到底是什么？這個是最關鍵的。目前有一些理論，但是并沒有得到一個本質(zhì)的回答。

還有重要的問題，就是夢。夢其實是個非常有趣的現(xiàn)象，但是現(xiàn)在，無論是夢產(chǎn)生的機制，還是它的功能，大多數(shù)還停留在假說的水平，并沒有得到驗證。當然這主要是研究的一個手段，可能研究的框架還需要革新。

本文為科普中國·創(chuàng)作培育計劃扶持作品

團隊/作者：深究科學

審核：彭志平 中國睡眠研究會科普部主任

出品：中國科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

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