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                                                                        人類為什麼要睡覺?科學家至今沒有找到確切答案

                                                                        本文由:李彦君 编辑 2019年07月19日 10:13 民间奇闻0824 ℃

                                                                        【海底巨型垃圾场】

                                                                        人們還逐漸認識到♀↑□,不同的睡眠時間□∵?,鞏固的記憶類型也不相同□?♀。比如在前半夜♀,慢波睡眠比較多△▽?,主要對陳述性記憶和空間記憶進行鞏固♂π⊙,「我們建議青少年要早睡⊿▽∵,少熬夜?﹡,其實這對加強知識、公式等陳述性記憶是非常有幫助的⌒?□。」雷旭說﹡。而後半夜△,快速眼動睡眠比較多∴,這與程序性記憶和情緒記憶的鞏固有關∵。「這也就是為什麼一些情緒障礙患者經常在後半夜出現更多恐怖夢境□∴□,甚至出現夢魘的原因┊┊。」他說⌒π。

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                                                                        斯坦福大學醫學院研究團隊最近一項發表在《自然》 上的論文指出♀♂⌒,斑馬魚睡眠時的神經活動特徵與人類相似♀☆。這意味着睡眠活動至少在4.5億年前已經演化出來□△,此時地球上的動物仍然全部生活在海中⊿。

                                                                        睡眠如此多態↑△△,讓那些想給睡眠找出一個通用的終極解釋的研究者們十分苦惱?。不過⊙♀♂,有專家指出▽◇,諸多物種的睡眠都有共同點——大腦的變化◇∵,例如睡眠中全部或部分意識會喪失⌒┊⊙,缺覺可損害認知功能◇☆□。要搞清楚睡眠↑,必須研究大腦和神經∟⌒∵,但在神經科學領域還有待進一步研究﹡,一切仍是撲朔迷離↑。

                                                                        「睡眠的功能論得到了廣泛認可∵。現在學界普遍認為睡眠有利於神經組織的修復和生長▽┊∵,以保證次日白天功能的正常發揮〇△♂。」雷旭說△∵↑,睡眠對記憶具有保護和鞏固的作用⊿,良好的睡眠對於第二天的再學習也有重要的作用⊙⌒。通過神經成像等技術手段┊?♂,人們發現了記憶在睡眠中得到保護的更多細節﹡。在睡眠過程中▽π∴,白天編碼的記憶信息會進行重激活∵◇♂,重新播放一遍〇。這些記憶信息的重激活與睡眠過程中特有的腦電波密切相關﹡,包括紡錘波、慢波等∵。

                                                                        近幾年來∵☆∴,「突觸穩態說」異軍突起π。「突觸穩態說其實是對睡眠學習和記憶功能論的一種解釋▽⊙☆,主要說明記憶鞏固過程中♀△△,大腦究竟發生了什麼△。」雷旭說△⌒,突觸穩態說認為◇∵,突觸作為神經元間信息的傳遞通道⊙,在人清醒的時候♀,新信息不斷輸入大腦↑,為了適應信息傳遞的需求∟□▽,突觸活動不斷增強△。但是突觸不能無限活躍♀,否則將再沒有空間來形成新的記憶∟。而睡眠期間由於和外界刺激的相對隔絕┊,突觸在這段時間得到充分休息〇,突觸的相對回縮為新一天接受信息的輸入∟△,學習新事物做準備〇π♀。其實⊿♀,為了解釋睡眠和記憶鞏固之間的關係♂,也有學者提出了系統鞏固假說π☆。該假說認為☆∵∵,記憶的鞏固⊙⊙,主要依靠前額葉和海馬區的配合來完成▽◇。海馬區負責臨時儲存白天形成的新記憶⌒,而睡眠過程中↑∵,前額葉則把臨時儲存的記憶分配到全腦去﹡。這是一個完全不同於突觸穩態的假說π?♂。

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                                                                        誠然♀﹡,睡眠的確可以幫助我們節約能量⌒,這對在溫飽線掙扎的動物和原始人類來說是性命攸關的⌒。在食物匱乏的季節□,動物們會通過延長睡眠時間▽△,甚至開始冬眠來保存能量☆。然而♀∟,隨着進化的推進♂?┊,某些物種不再終日為了填飽肚子而奔波△π,比如人類⊿□。甚至有人說睡一晚只能幫人類節省約110卡路里▽⊙↑,僅相當於一個熱狗麵包的熱量﹡△π。那是不是說〇,人們每天只要多吃一個熱狗麵包☆,就可以不用睡覺了☆?很顯然□⌒∴,答案是否定的⌒☆□。這說明♂,除了幫助節約能量之外﹡↑↑,睡眠對人類還有其他更重要的意義﹡。

                                                                        睡眠是為了更好的學習記憶┊◇??與能量保持理論不同♂,還有人提出了睡眠的功能論ππ。這一派學說認為▽◇♂,睡眠是為了實現某種功能△♀∵,比如「記憶鞏固」◇,不少睡眠剝奪實驗顯示□,睡眠會影響長期記憶的鞏固↑。不管是動物還是人△◇⌒,在學習新知識和複習已學知識后睡上一覺的話⊿,記憶效果會好得多﹡♂。

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                                                                        雷旭表示⊿?,關於睡眠的原因π,每個理論都有一些合理的地方∟,但目前的認識是∟,它們各自可能都有失偏頗♂。「這些理論可能都正確⊿∟,但仍需要進一步研究來進行證實∵π▽。科學探索的過程其實是一個不斷否定已有理論♂┊☆,從而接近真理的過程♀⊙。」雷旭強調☆♀∵,目前對睡眠的研究取得了一些重要成果∴,例如近些年的研究顯示┊?♂,不同的睡眠階段⌒□⌒,功能或許還有所側重□♂π,慢波睡眠更多的是進行大腦的系統鞏固↑△,而快速眼動睡眠則進行突觸鞏固;不少內源性激素的合成和代謝都與睡眠周期相關↑〇,兒童的生長激素水平在入睡後會升高⊿∟,慢波睡眠期分泌達到頂峰﹡♀⊿,淋巴細胞的有絲分裂及骨骼增長均在睡眠時最快;白天體力活動量大者慢波睡眠的比例增加等┊∵♀。

                                                                        相關鏈接動物千奇百怪的睡眠方式有些科學家為了弄清睡眠的原因◇⌒,觀察了自然界動物的睡眠方式∟,但不觀察還好∴,一觀察發現更複雜了☆♀∵。因為雖然睡眠在動物中也很常見∵♂⌒,但它們睡覺的方式各有千秋∟。蝙蝠把一天內的20個小時都用來睡覺;而馬似乎採用了所謂的「達芬奇睡眠法」∟,一天內打幾個盹就夠了﹡,加起來才3小時;甚至連爬行動物、魚類、果蠅和線蟲也有對外界刺激反應降低的安靜休息階段π,儘管科學界對於是否要將之定義為「睡眠」還頗為踟躕↑◇。

                                                                        睡眠是為了保存能量▽π?在睡眠原因的推測中比較著名的有能量保持理論∟♂♂,這種觀點認為睡眠只是用來保存能量的方式∵〇。對此┊⊙,長期從事睡眠心理學基礎研究的國家「萬人計劃」青年拔尖人才、西南大學睡眠神經影像中心主任雷旭教授告訴科技日報記者♂〇,1975年□□∴,美國神經科學家伯格提出睡眠的目的是為了降低基礎代謝率?♂∴,使獲得的能量得以保存⊿?﹡,並且恢復白天丟失的能量∟。動物也是從慢波睡眠中開始進入冬眠狀態的⊿〇,其慢波睡眠的特點與人類睡眠高度相似◇♂↑,提示睡眠可能和冬眠現象有着共同的目的——保存能量〇⊿⊿。「但目前⊙π,反對這種觀點的呼聲非常高♂,一個相反的觀點認為睡眠大約可以節省5%—10%的能量π,最多不超過15%☆∟,節約的能量非常有限♂,恢復和保養論可能過於粗糙和簡單♂□∟。」雷旭說∵♂〇。

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                                                                        他表示△π,動物睡眠另一個有意思的現象是半球腦睡眠現象π⊙。一些生活在水中的哺乳動物以及鳥類∴,如海豚、軍艦鳥等∵∴♂,可以一半大腦睡眠而另一半大腦保持清醒♂┊。它們可以通過大腦兩個半球交替睡覺□⊙,滿足長途遷徙和避免被捕食的需求♂♂。「近年來♂?,我們發現人類在一些特殊條件下┊⊙,如進入陌生的睡眠環境中∟┊▽,大腦也表現出類似的一半睡眠一半清醒的現象□♂□。」雷旭說∟?。

                                                                        吃飯、睡覺⌒,這是每個人每天都要做的事情∟◇∴。可有誰想過〇▽,人為什麼要睡覺△,這看起來是一個極其簡單的問題□,但是答案卻比你想象的要複雜得多□〇。多年來∴,科學家進行了很多推測和猜想來解釋為什麼人類每天晚上需要睡覺∴☆,但至今沒有一個統一的確切答案┊⊙。

                                                                        「睡眠是動物適應環境的重要結果♂,同時受到進化的影響∟△△。」雷旭說☆⊙⊿,動物睡眠方式的多樣性主要體現在兩個方面:晝夜的活動程度和睡眠的時長♂◇。比如貓頭鷹是晝伏夜出∵﹡,而百靈鳥則是清晨很早就出來活動△。通常來說在食物鏈低端的草食性動物☆,睡眠更短π♂◇,而在食物鏈頂端的大型食肉動物♂,如老虎、獅子等﹡,睡眠時間比較長⌒∴〇。草食性動物睡眠時間短、睡眠周期轉化快有利於更長時間的食物攝取⌒⊙⌒,逃避被肉食動物捕獲的危險♂♀。而大型食肉動物可以通過睡眠來減少對熱量的消耗□,實現機體的有效恢復﹡☆。

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