睡眠的力量

    20世纪90年代，一位杰出的睡眠研究者J·艾伦·霍布森讲过一个笑话，他说睡觉已知的唯一功效是消除睡意。然而，现代人生活节奏越来越快，明明睡意很足，却睡不着觉成为一个头疼的问题。

    尽管有越来越多的证据显示，一夜好觉对精神和肉体的正常运作必不可少，21世纪的人在睡神臂弯里度过的时间却越来越少。激素、免疫、记忆等多方面的研究全都表明，如果你睡眠不足，除了会很疲劳外，你还会生病、变胖、健忘和郁郁寡欢。可见，为了应付生活和工作而省下睡觉的时间，实在得不偿失。

    我们为什么必须睡觉？过去20年的研究认为，要让许多生物学的过程达到最佳状态，睡眠是必需的。这些过程包括：免疫系统的内部运作、激素平衡的调节、情绪健康和心理健康、学习和记忆、脑部毒素的清除等。当然，缺乏睡眠时，这些功能倒不会完全罢工。一般情况下，睡眠的功能似乎是增强这些系统的性能。关键是，任何几个月不睡觉的人都会死。

1、致命的失眠

    睡眠是一种绝对需求，对此最明确的证据来自1989年卡罗尔·艾弗森（Carol Everson）发表的一项研究。艾弗森发现，被完全剥夺睡眠的大鼠在一个月内全部死亡。实际上，她只需阻止实验动物进入以“快速眼动”为标志的睡眠期就达到了这种致命的结果。可是，四分之一个世纪过去了，研究人员依然无法解释为什么这些大鼠会死。这期间的一系列实验只是排除了一些可能的原因，比如压力增大、能量消耗过大、体内热量调节失控或免疫系统失调等。

    不能睡就得死的其实并不只是有大鼠，人类也一样。大约在30年前，人们首次发现了一种疾病，叫作“致死性家族性失眠症”。正如其名，这种遗传疾病会导致不间断的失眠，最终造成患者死亡。意大利博洛尼亚大学的一组研究人员1986年报告了这种病例——一名53岁的男子经历了数月不断加重的失眠后死亡，并且他家两代人中其他很多亲戚也有一样的遭遇。死后的尸检结果显示，在他丘脑的两个区域内，有大量神经细胞消失。丘脑这个结构位于中脑，有核桃那么大，一般被看作是感觉信号传入大脑时的中间站。而死者出问题的这两个区域更多负责调节情绪、记忆和产生睡眠梭形波。所谓睡眠梭形波是人在睡眠时，出现在脑电图上的一种重要波形。

    丘脑中的退化会如何导致失眠或死亡，我们并不清楚。但损伤本身的直接原因现在已经弄清了。20世纪90年代初，研究人员发现一种叫朊病毒的畸形蛋白是神经退化的主凶。朊病毒已知可在羊中引发瘙痒症，在人类中引发牛海绵状脑病（俗称“疯牛病”），而在致死性家族性失眠症中，朊病毒不像前两种疾病那样经由环境感染，而是通过基因传给下一代。

2、抗体和激素

    我们很清楚，只要一晚上不睡，甚至只是一晚上没有睡足，身体的各种机能就会受到影响，比如激素活性和身体对感染的抵抗力。有两项研究观察了身体对肝炎疫苗的反应，结果显示，睡眠剥夺会对免疫系统造成严重影响。

    第一项研究是在2003年，一些大学生在早晨接受了标准化的甲型肝炎灭活疫苗，之后一半学生经研究者许可，可以正常睡觉，而另一半学生则彻夜保持清醒。睡眠剥夺组直到第二天晚上才被允许睡觉。4周后，研究人员采集了这批学生的血样，检测血液里的抗体水平。抗体是由免疫系统对疫苗中的灭活病毒作出的应答，起保护作用，抗体水平越高，说明对疫苗产生的免疫应答越强，因而在未来感染病毒时起到的保护作用就越强。4周之后，当晚正常睡了个好觉的学生的抗体水平，比当晚没有睡觉的小组高97%。

    夜间睡眠不充足造成的负面效果可以量化。第二项研究中，参与实验的成年人在6个月内接种了标准化的3针乙型肝炎疫苗。研究人员给了每个受试者一块类似手表的运动检测仪，用于监测他们在家的睡眠状况。研究人员分析了接种第一针后一周，受试者的平均睡眠时间，以及接种第二针后，受试者体内的抗体水平。对比了睡眠时间和抗体水平后发现，平均每多睡一个小时，抗体水平增加56%。而接种完最后一针的6个月后，研究人员再次检查了受试者血液中的抗体水平。结果发现，在接种第一针那周，每晚平均睡眠时间不足6小时的人的抗体水平低到不足以发挥保护作用的可能性要比其他人高7倍。

    激素功能也会因缺乏睡眠而被削弱——支持这一结论的有力证据来自卡琳·斯皮格尔完成的一系列实验。在其中一项实验里，研究人员要求11名健康男青年晚上只睡4个小时。经过5晚后，这些人清除血糖的能力下降了40%。在另一项实验中，斯皮格尔等人对12名男性做了类似的睡眠限制，持续两晚。研究者检测了自愿者血液内的饥饿激素的含量，结果发现该激素的水平跃升了28%。与此同时，另一种叫瘦素的激素，则减少了18%。瘦素的作用是向大脑发出不需要进食的信号从而抑制饥饿。毫不意外，睡眠剥夺者报告的饥饿程度平均提高了23%。

    综上所述，这些人体生理研究说明，睡眠不足可能导致体重增加──这一假说目前至少还得到了另外50项研究的支持。有几项调查研究显示，6～9岁儿童中，每晚睡眠时间少于10小时，肥胖可能性提高1.5～2倍；而成人研究显示，在每晚睡眠少于6小时的实验参与者中，患肥胖症的可能性会增加50%。此外，还有研究表明，睡眠受限与II型糖尿病的发展有相关性。

3、睡眠与抑郁

    睡眠受限会显著影响免疫功能和激素作用，但受影响最大的恐怕要数大脑。2006年，我开展了一项研究，想看看单个晚上的睡眠剥夺会如何影响人们存储的情感记忆。我们向26名受试者展示了一些单词，词义有积极的、消极的和中性的（例如“冷静”“悲痛”“柳树”），而其中半数受试者在此前一晚经历了睡眠剥夺。研究人员还要求受试者给自己的情绪状态评级。接着，经过两晚的恢复性睡眠，研究人员又出其不意地让他们接受了一次记忆测试。

    相比此前正常睡眠的受试者，看单词前被剥夺睡眠的人在单词识别测试中表现出40%的衰退。更令人吃惊的是，睡眠剥夺对三类单词的记忆能力有不一样的影响。被剥夺睡眠后，受试者对积极性的单词和中性单词的认词能力都衰退了50%，但他们对消极含义的单词，却只有20%的衰退。相反，正常睡眠之后，对积极单词和消极单词所形成的记忆几乎无差别，但记得的中性单词是最少的。换言之，参与研究的受试者在被迫削减睡眠时间后，对消极单词的记忆强度似乎至少是积极单词和中性单词的两倍。

    从这个结果可以得出一种相当可怕的可能性，那就是当你被剥夺睡眠后，对生活中的负面事件所形成的记忆，事实上要比正面事件多一倍，从而对自己生活产生有偏差的记忆，并且很可能是沮丧的记忆。实际上，过去25年里有数项研究得出结论，睡眠不好会在特定情况下引发抑郁情绪，严重时可达到被诊断为重度抑郁的程度，还可能成为其他心理障碍的原因。

    在各种心理障碍中，证明抑郁与睡眠不足的因果关系的证据最近几年特别多。这些证据中，有很大一部分来自睡眠呼吸暂停的相关研究。睡眠呼吸暂停是一种疾病，表现为患者在睡觉时空气进入肺部受阻。睡眠呼吸暂停可能导致打鼾、气喘、呼吸中断等。一旦短暂中断呼吸，患者会立刻醒来，以便再度呼吸。因此，深受睡眠呼吸暂停之苦的人有时每一两分钟就要醒一次，这样的情况可能会持续一整夜。2012年，由美国疾病预防与控制中心开展的一项研究发现，确诊为睡眠呼吸暂停的男性和女性，患上重度抑郁的可能性分别要比睡得好的人高出2.4倍和5.2倍。

    当然，找到两件事之间的相关性并不等于证明了两者有因果关系。不过，最近针对19项研究所做的分析发现，用持续正压通气设备（CPAP）治疗睡眠呼吸暂停，使患者恢复正常呼吸和睡眠，可以显著缓解抑郁症状。其中一项研究在起始阶段招募的受试者中，抑郁患者的比例恰好比较高，结果发现在CPAP使用者中抑郁症状减少了26%。

    这些研究结果还不能完全证明断断续续的睡眠会引起抑郁，也不能就此证明CPAP疗法可与其他抗抑郁药的效果相提并论。然而，这些调查结果是有建设性的，可以启发后续的调查研究。类似的，2007年的一项研究发现，给患有注意缺陷多动障碍（ADHD）的孩子治疗睡眠呼吸暂停后，多动症状评分降低了36%——相比典型的ADHD药物治疗所取得的24%的降幅，效果显然更好。

4、塑造记忆

    尽管研究者仍不清楚睡眠及缺乏睡眠影响精神健康的生理机制，但研究人员猜测，由于睡眠会帮助大脑将人们的日常经历转换为记忆，因此，睡眠对精神健康的影响，可能是通过这一过程实现的。过去20年，很多发现都表明，无论是谁，无论情绪状态如何，睡眠都参与了记忆加工。其中一些研究发现，学习后睡一觉，这时的睡眠会选择性地巩固、增强、整合和分析新的记忆。睡眠以这种方法控制我们记住什么、怎么记。

    19世纪末和20世纪初，科学界曾认为记忆是不牢固的，要经历一个叫作“巩固”的过程，才可以转变为可终生持续的稳定形式。近来的更多研究则表明，在大脑记录与巩固记忆后，记忆仍然保留着变化的可能。实际上，一段记忆可以在它首次形成之后很久，在复苏时再度进入不稳定的状态，需要再巩固；而在这种不稳定状态下，记忆可以改变，或者完全丢失。这一发现既是好消息也是坏消息——说这是坏消息是因为原先准确的信息可以被破坏，说是好消息是因为错误的信息可以得到修正。因而，研究者已经开始用记忆演化来取代原先所说的记忆巩固，尤其是在讨论有赖于睡眠的记忆加工时。

    现代睡眠与记忆的研究始于20年前，当时以色列科学家阿维·卡尼（Avi Karni）与同事的研究表明，受试者的视觉分辨测试成绩在经过一整晚睡眠（并且必须是进入快速眼动期的睡眠）后，的确有所提高（这里岔开说一句，做梦通常是在快速眼动期发生的）。他们的实验说明，睡眠不仅可以稳固记忆，避免记忆随时间消退，而且还可以增强记忆。而且，大脑在不同的睡眠期可以增强不同类型的记忆。

    哈佛大学科学家丹尼尔·夏克特提出了一个有趣的观点：记忆并非关于过去，而是关乎未来。他提出，我们之所以演化出了记忆系统，不是因为这样我们就能追忆过去，而是因为这样我们就可以利用过去的经验来提升将来的表现。有了这样的理解后，再来看睡眠似乎最在意那些可能关乎未来的信息，你就不会觉得奇怪了。我们常说：“什么天大的事，睡一觉再说”。其实，我们不只是要求大脑在睡觉时记住些什么，我们想要大脑提取已经存在那里的信息，并完成某种计算，把各种可能性列出来进行选择，找到问题的最优解。我们运气不错，真有这回事！加州大学洛杉矶分校的巴巴拉·J·诺尔顿等人开发的天气预报实验就明确说明了睡眠中的大脑有这种分析能力。

    研究人员越深入地研究睡眠，就越能发现晚上睡个好觉的好处很多。2013年，美国罗切斯特大学医学中心的谢璐璐等人发表的文章表示，大脑的细胞间隙在睡眠时增大，使得脑脊液在大脑和脊髓之间可以更顺畅地流动。研究人员给小鼠注射了β-淀粉样蛋白 （在阿尔茨海默病患者的大脑中可以发现神经元之间有淀粉样斑块，其前体为β-淀粉样蛋白），结果发现β-淀粉样蛋白被清除的速率在动物睡眠期间比在清醒期间要快一倍。他们推测，脑脊液流速增加有助于从脑中排出可能有害的分子，避免它们留在可能引起最大损伤的区域。接下来，研究人员将探究正常睡眠时发生的流速增加是否在阿尔茨海默病患者中被削弱了。

    本文由《环球科学》杂志社供稿