睡眠不好会变笨?缺深度睡眠时,大脑没法整理近期记忆

subtitle 世界科学11-07 20:04 跟贴 83 条

为什么人类一生中会用大约1/3的时间在睡梦中度过?

睡眠期间我们的大脑发生了什么?

为什么一晚不睡觉,第二天脑子就不灵光了,是我老了么?

为什么有的人睡觉6小时精神抖擞,而我睡8小时还是浑浑噩噩?

当下人类才刚揭开探索睡眠复杂、多样化功能的序幕……

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睡觉那会,我们脑子在干嘛?

睡眠期间,我们的大脑并非简单地处于关闭状态,它主要会产生2种类型的睡眠

慢波睡眠(SWS),即基本不做梦的深度睡眠

多梦的快速眼动睡眠(REM)

睡觉时,你的大脑在整理一天的记忆!事实上,大约80%的睡眠时间都属于深度睡眠,其特征是人体的脑电波缓慢,肌肉放松,呼吸平缓且以深呼吸为主。大量证据表明,在深度睡眠阶段时,大脑会将一些近期的经历转化为长期记忆进行储存这对于巩固记忆十分重要。值得注意的是,大脑并不是无区别地将所有短期经历都存储下来,最近那些无关的记忆则会被清除。根据科学家在2017年发表的一项研究显示,睡眠期间大脑神经元之间的联系(称为突触)会减弱,导致那些最薄弱的连接被中断,相关的经历被遗忘。怪不得一天不睡就让人感觉大脑思路不清晰,原来你的记忆没整理好!

总是不记得做过的梦,是不是记性不好的表现?人类另外20%的睡眠时间则被梦境占据,每次做梦的时间可以从几秒到一小时不等。并且随着夜幕的降临,梦境会持续更长时间,但大多数梦境内容都会被我们迅速或逐渐遗忘。在多梦的快速眼动睡眠期间,大脑是高度活跃的,且伴随着肌肉麻痹,心率增加,呼吸不稳定等体征。此外,人们普遍认为做梦在学习和记忆中起着一定的作用——在我们有了新的经历之后,做梦的几率会增大。

但事实上,做梦与记忆力的相关性似乎也并不可靠。临床发现,一名33岁的男性患者由于被弹片击中导致脑干损伤,他几乎很少或根本没有快速眼动睡眠,但并没有明显的记忆问题。

多少睡眠算够了?

8小时睡眠够么?实际上睡眠时间也因个体和生命阶段的不同而不尽相同。在一项综合评估中,由18位专家对320篇现有研究论文进行细致评阅,最终美国国家睡眠基金会得出以下结论:

成人最佳睡眠时间为7至9小时,青少年则为8至10小时。换句话说,年龄越小的孩子需要睡更久,其中新生婴儿每天需要休息17个小时。

但为什么有些人每天睡不到7个小时,却也精神抖擞?

专家作出上述论断时,并没有考虑个体间睡眠质量或深度睡眠与快速眼动睡眠占比的差异对睡眠时间的影响程度。事实上,由于部分人睡眠质量高,他们所需要的睡眠时间比常人更短。但已有足够证据表明,一旦睡眠时间低于7小时就会对健康有负面影响。而据专家介绍,过多的睡眠也会产生负面影响,但似乎很少有人受到这个问题的困扰。

轮班对睡眠有影响吗?

28小时一周期的挑战,结果以失败告终!

在20世纪30年代,为了研究人体生物钟,美国科学家纳撒尼尔·克莱特曼(Nathaniel Kleitman)在肯塔基州猛犸洞(Mammoth Cave)地下42米处度过了32天。在此期间,他过着完全与世隔绝的生活,由于洞内生活昼夜不分,他的一天有28个小时。

尽管始终坚持严格按照时间表进餐,按部就班地生活起居,但克莱特曼仍无法适应洞内的作息。并且只有当洞内他指定的“白天”恰好与地面世界的白天重合时,他才会感到清醒。而且,克莱特曼的体温波动周期也仍继续保持在24小时左右。

许多轮班工人,特别是那些不定期轮班工人,也面临着类似的问题。近年来,人体生物钟问题逐渐被重视起来,在职业运动队外训期间,都会有负责安排队员训练和出国时间表的顾问同行。美国海军也已经按照24小时制调整了换班制度,不再沿用旧英式体系中采用的18小时制。

只有脑细胞受昼夜节律影响吗?

经过数百万年的演变,伴随着地球的旋转,生命早已与昼夜循环同步。几乎每种生命形式中都明显存在所谓的昼夜节律,并且仿佛已被牢牢地印记在我们的生物本能中,即使在没有任何外部条件输入的情况下也会继续存在。例如,放置在恒温、黑色避光箱中的植物,即使在没有阳光的情况下,也会正常地开合叶子,仿佛置于阳光下。

早在20世纪70年代,科学家就发现了这种生物内在的昼夜节律起搏器。在果蝇实验中,科学家们发现了一种后来被命名为“周期”的基因,其活动水平似乎会可靠地以24小时为周期循环上升和下降。 2017年获得诺贝尔奖的科学家证实,该基因是通过释放一种蛋白质起作用的,这种蛋白质晚上会在细胞内积累起来,然后白天被分解。

随后人类也被证实具有同种基因,它表现在大脑的视交叉上核(SCN)区域。该区域是眼睛视网膜和大脑松果腺之间的联系通道,而松果腺通过分泌褪黑素发出睡眠信号。所以当天黑时,我们会感到困倦。

视交叉上核是我们身体的核心计时器,可调节身体内各种昼夜节律活动。但是在过去的十年里,科学家发现我们体内几乎所有细胞类型中生物钟基因都是活跃的,并且似乎约一半的基因活性均处于昼夜节律的控制之下。

科学家们还发现,实验室培养皿中血液,肝脏,肾脏和肺部细胞的活动水平都会以24小时为周期循环上升和下降。事实上,我们体内几乎所有东西,从激素的分泌到肠道中消化酶的制备,从血压到体温变化,都是受到严格的昼夜节律的调节。

目前,科学家尚不清楚每个神经元的滴答声是如何与睡眠时大脑中出现的更复杂的脑电波节律联系在一起的,这一问题尚在研究中。但当脑细胞在实验室的培养皿中生长时,它们会开始自我组织,并且令人不安的是,它们还表现出与睡眠时相似的活动模式。

古人比现代人睡得更香?

我们总是一边羡慕古代人的“日出而作,日落而息”,而一边又不自觉地深夜刷手机。睡眠不足往往被视为一个现代问题,被归因于人们白天久坐不动,并且深夜还拿着智能手机不放的生活方式。然而,对现代狩猎采集者睡眠模式的研究表明,这种想法可能过度理想地描绘了过去。 一项针对坦桑尼亚北部哈扎(Hadza)人的研究发现,他们经常会半夜醒来,且个体间睡眠时间的差异也很大。在3周的时间内, 33名(所有)部落成员同时睡着的时间只有18分钟。因此,从事这项研究的科学家得出结论:断断续续的睡眠很可能是一种古老的生存机制,旨在防范夜间威胁

这么看来,没有使用现代化技术的人与当下我们的主要的区别似乎在于:部落成员不会因为睡眠问题而产生偏执和焦虑,而这恰恰是西方国家普遍关注的问题。

短期睡眠不足会怎么样?

在极端情况下,剥夺睡眠可能是致命的。完全失去睡眠的大鼠会在两到三周内死亡。

显然,这个实验并没有在人类中复现,但即使一两天的睡眠不足也会导致健康人产生幻觉和其他不适症状。在一夜失眠后,我们的认知能力会迅速下降,注意力和记忆力明显受到影响,变得容易冲动,并且更喜欢即时满足而不愿意等待更好的结果。可以说,在疲惫时,我们也会变得更糟糕。此外研究人员还发现,睡眠不足的人更容易欺骗和撒谎。

长期睡眠不足会怎么样?

长期睡眠不足会产生长远的健康问题,比如肥胖、糖尿病、心脏病、痴呆等多种疾病。2017年,通过回顾28项现有研究,科学家发现长期上夜班的工人比轮班工人,患肥胖症或超重的可能性高29%。此外,超过200万人的调研表明,夜班作业会使患心脏病或中风的风险增加41%。

当然,不能忽略的是这些现象背后存在一些关联的、但很复杂的原因,因为很难与其他生活方式因素分开。例如,上述研究试图过滤掉了社会经济因素,但是像生活压力和社交恐惧这样的个体差异性因素可能很难捕捉。

不过,越来越多的证据均表明,睡眠与人体健康间存在直接的生物影响。睡眠不足已被证实会改变身体的基本代谢,影响体内脂肪与肌肉间的平衡。

长期以来,失眠一直被认为是痴呆的常见症状,甚至有一些科学家坚信睡眠不足会导致阿尔茨海默症(老年痴呆症)研究表明,β淀粉样蛋白与阿尔茨海默症息息相关,而在睡眠期间大脑会帮助我们清除这些毒性蛋白。因此,一旦睡眠不足就会导致体内此类毒素水平的升高。

动物们都睡觉吗?

这个问题的答案部分取决于睡眠的定义。大多数科学家似乎都认为生物睡眠时应具备以下两种特征:

不动

明显比清醒时反应迟钝

基于这一标准,可能存在一些不眠物种,但目前还没有一种生物已被认定是完全不眠的

其中,牛蛙早期曾被认为是不眠物种。1967年的一项研究发现,牛蛙在半夜和白天受到电击时的反应相似。但后来人们对这一发现产生了怀疑。事实上,有些动物只需要很短暂的睡眠即可,例如,成年长颈鹿一次睡眠很少会超过5分钟,而小黑蝙蝠每天需要睡19个小时。

有的动物有特殊机制,比如说海豚有能力每次只让一半大脑睡眠,而另一半大脑则保持清醒,这被称为单半球睡眠。而候鸟和鲨鱼可以分别在飞行和游泳时睡觉。因此,所有动物的睡眠都不一样。

最近,你睡得好吗?好吗?好吗?

资料来源:

Sleep: how much do we really need?

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