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40 人類睡眠之謎
節(jié)選自《化石》1990年第3期。
周俊
人為什么要睡眠人們一般都以為，睡眠是由于人體疲倦，體力或腦力需要休息。其實(shí)，這種解釋是不全面的，有待于進(jìn)一步探索證實(shí)。長(zhǎng)期臥床休息的病人也會(huì)發(fā)困，需要睡眠。即使是健康人，整天躺在床上也照樣會(huì)困倦，甚至越睡越困。再者，人在睡眠時(shí)，腦細(xì)胞并未休息，而是進(jìn)行著大量的活動(dòng)，“做夢(mèng)”就是這類活動(dòng)的結(jié)果。這顯然不利于體力或腦力“疲勞恢復(fù)”之說。
近些年來有關(guān)睡眠的問題又有了一些新的解釋。有人認(rèn)為，睡眠和覺醒的交替是人類在長(zhǎng)期進(jìn)化中獲得的。由于自然的白晝和黑夜的交替變化，使人這種“晝行性動(dòng)物”(人在黑暗的夜里看不清物體)也像其他許多晝行性動(dòng)物一樣，養(yǎng)成了日出而作、日入而息的習(xí)性，由此逐漸演變成與自然晝夜相一致的覺醒與睡眠的交替。這一說法似乎有一定的道理：在漫漫長(zhǎng)夜中，無事可做，還不如睡眠(失去對(duì)外界的感知)，同時(shí)也可以避免不必要的體力消耗，從而節(jié)約得之不易的食物。但這種觀點(diǎn)也存在著難以解釋的疑問，這就是當(dāng)古人類進(jìn)入睡眠時(shí)，由于對(duì)周圍缺乏感知，也就無法防御外界的攻擊，從而增加了受到天敵(如夜行獸類或其他有害動(dòng)物及自然災(zāi)害)傷害的可能性。再者，照這一觀點(diǎn)推理，現(xiàn)代文明已使晝夜變得同樣很適于人類的生活和勞動(dòng)，那么，在不久的將來，人類是否會(huì)演化到不再以與晝夜交替相一致的睡眠與覺醒的交替來適應(yīng)自然的變化呢?
還有人提出，睡眠與覺醒的交替可能是受體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)周期性波動(dòng)的控制，而體內(nèi)某些化學(xué)過程又可能與光照和黑暗有關(guān)，所以形成了晝夜交替的睡眠節(jié)律。其實(shí)，人并不是完全的“晝行性動(dòng)物”。眾所周知，人的睡眠并非受光照或黑暗控制。實(shí)驗(yàn)研究還表明，在沒有光照變化和任何時(shí)間標(biāo)志物的地下生活，人也同樣呈現(xiàn)為與自然晝夜變化相一致或近似一致的睡眠與覺醒的交替變化。這顯然不能證明上述看法。
就目前而論，不僅人類睡眠為什么會(huì)與自然晝夜變化保持一致或近似一致之類的問題無法解釋，就連人為什么要睡眠的問題也仍然是個(gè)不解之謎。一些人根本不需要睡眠卻也能生活得很好，而且并不因此影響他們的壽命和健康。最著名的不眠者要數(shù)法國(guó)著名法學(xué)家列爾貝德，他從兩歲起，由于一次意外事故腦部受傷，便失去了困意，直到73歲去世，其間71年中，沒有睡過一次覺，而且成為著名的法學(xué)家，被稱為“不滅的法律之光”，可謂奇跡!我們這些“正常人”，如果誰要3天不睡覺的話，必定會(huì)弄得疲憊不堪，這是為什么?從這里我們是否可以找到揭開睡眠之謎的鑰匙呢?
睡眠之謎初揭
近些年來，由于有關(guān)睡眠的實(shí)驗(yàn)研究的開展，特別是睡眠腦電圖的研究，使人們對(duì)睡眠有了全新的認(rèn)識(shí)，了解到人在睡眠中腦細(xì)胞的活動(dòng)情況，從而使客觀地記錄睡眠過程、測(cè)量睡眠深度成為可能。
1929年，德國(guó)精神病學(xué)家伯杰發(fā)表了他的研究成果。他把電極放在人頭部的不同部位，探測(cè)到了節(jié)律變化的電波，這正是腦細(xì)胞活動(dòng)中產(chǎn)生的電現(xiàn)象，稱為腦電波。對(duì)腦電波及其變化規(guī)律的系統(tǒng)描述稱為腦電圖。正是根據(jù)睡眠腦電圖的研究，人們才真正地認(rèn)識(shí)了睡眠的客觀過程，并將其分為不同的階段(或期)。
現(xiàn)已研究得知，人在打瞌睡時(shí)出現(xiàn)α波(阿爾法波)，其變化頻率為每秒鐘8～13次，振幅很小，低于50微伏。睡眠第一期出現(xiàn)的是幾種低幅波的混合，以出現(xiàn)θ波(太塔波)為特征。θ波的變化頻率是每秒4～7次，這是覺醒到睡眠的過渡時(shí)期。此期中，人常處于半睡半醒狀態(tài)，持續(xù)時(shí)間一般在0.5～7分鐘左右。
第二期為中等深度睡眠，此期人已基本入睡，但偶爾還可出現(xiàn)短暫的片斷思維活動(dòng)。腦電圖中以出現(xiàn)“梭形”波和κ波(卡帕波)為特征。梭形波實(shí)際上是α波的自動(dòng)調(diào)幅現(xiàn)象，即α波呈陣狀出現(xiàn)，每陣持續(xù)大約0.5～2秒，開始振幅很小，中間振幅大，最后又變小，總體呈紡錘形。κ波是振幅極大的慢波。此期能占一夜總睡眠時(shí)間的50%左右。
第三期是深度睡眠，以出現(xiàn)變頻為每秒1～3.5次、振幅很大的δ波(迭耳塔波)為特征。此期中δ波在20%～50%之間。δ波超過50%即為睡眠的第四期，這是最深的慢波睡眠。主要出現(xiàn)在睡眠的前半夜。通常還將第三期和第四期合稱為“δ波睡眠”。這最后兩期睡眠大約各占總睡眠的10%。
1952年，美國(guó)芝加哥大學(xué)的大學(xué)生阿瑟林斯基等人用現(xiàn)代電子儀器(多導(dǎo)生理儀)對(duì)人進(jìn)行整夜追蹤觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)，人在一夜的睡眠中常會(huì)出現(xiàn)5～6陣的眼球快速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。眼球快速運(yùn)動(dòng)的頻率為每分鐘60～70次。后來的進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，“眼快動(dòng)”時(shí)腦電波呈低幅快波，此時(shí)若將受試者喚醒，幾乎都聲稱正在做夢(mèng)。所以，現(xiàn)又將眼快動(dòng)睡眠稱為“有夢(mèng)睡眠”“快波睡眠”“異相睡眠”等，而將非眼快動(dòng)睡眠稱為“無夢(mèng)睡眠”“慢波睡眠”“正相睡眠”等。
今天，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，正常的睡眠并不是一個(gè)單一的過程，而是由“有夢(mèng)睡眠”和“無夢(mèng)睡眠”兩種睡眠狀態(tài)的反復(fù)交替所組成。一般是入睡后先有約90分鐘的無夢(mèng)慢波睡眠，再轉(zhuǎn)入有夢(mèng)的快波睡眠，接著再進(jìn)入約90分鐘無夢(mèng)睡眠，如此反復(fù)交替，每夜有3～6次，平均5次。開始時(shí)有夢(mèng)睡眠時(shí)間較短，大約5～10分鐘，以后逐漸增長(zhǎng)，到后半夜覺醒前的最后一次有夢(mèng)睡眠時(shí)間最長(zhǎng)，可達(dá)30～50分鐘，全夜的有夢(mèng)睡眠大約90～120分鐘。當(dāng)然，這只是一般情況，也有特例，如一入睡就進(jìn)入夢(mèng)鄉(xiāng)的。還有許多內(nèi)外因素的影響，都可導(dǎo)致有夢(mèng)睡眠的變化?？傊?，睡眠是一種很復(fù)雜的生理和心理活動(dòng)，既可根據(jù)不同睡眠深度(反映在腦電圖上)將睡眠分為不同的四個(gè)期，又可由睡眠狀態(tài)(也反映在腦電圖上)將其分為兩種相，即無夢(mèng)的正相睡眠和有夢(mèng)的異相睡眠。
長(zhǎng)睡與短睡
人在一天當(dāng)中所需要的睡眠時(shí)間是各有差異的。成年人的正常睡眠一般平均7～8小時(shí)左右，但也有超過9小時(shí)的長(zhǎng)睡者和不足6小時(shí)的短睡者。奇怪的是，長(zhǎng)睡或短睡習(xí)慣(確切地說，應(yīng)該叫習(xí)性)與各人的勞動(dòng)強(qiáng)度、時(shí)間或疲勞程度并無明顯的對(duì)應(yīng)比例關(guān)系，而只是因人而異或因人在不同的境況下而異。
1972年，一位名叫哈特曼的學(xué)者發(fā)表了他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。他曾從400名自愿候選者中精心挑選出29名受試者，按其平均睡眠時(shí)間分成長(zhǎng)睡組和短睡組進(jìn)行觀察試驗(yàn)，長(zhǎng)睡組每晝夜平均睡眠9.7小時(shí)，短睡組平均每晝夜睡5.6小時(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，兩組的第3～4期慢波睡眠幾乎相等，長(zhǎng)睡組甚至略少于短睡組，前者每夜平均為69.9分鐘，后者為78.3分鐘。而眼快動(dòng)睡眠的差別卻極為顯著，長(zhǎng)睡組幾乎是短睡組的兩倍，每夜平均為121.2分鐘，短睡組每夜平均只有65.2分鐘。并且，長(zhǎng)睡者的眼快動(dòng)頻率比短睡者高，醒來時(shí)所能記憶的做夢(mèng)內(nèi)容也比短睡者多。
更為奇特的是在人的性格氣質(zhì)和生活方式等方面，兩組試驗(yàn)者也有顯著的不同。短睡者總是顯得精力充沛，雄心勃勃，凡事總是預(yù)先計(jì)劃，干起來很少猶豫不定，自我感覺良好，自信，進(jìn)取心強(qiáng)，并有睡醒即起床的習(xí)慣。長(zhǎng)睡者則顯然不同，凡事多思慮，常有煩惱，常對(duì)自己所作所為顯得信心不足，易改變主意或重新計(jì)劃，還會(huì)顯得羞怯、略帶神經(jīng)質(zhì)和輕度抑郁，把睡眠看得非常重要。
以上的研究結(jié)果是否帶有普遍意義還有待于進(jìn)一步研究證實(shí)，但這種實(shí)驗(yàn)研究無疑是開創(chuàng)性的。經(jīng)過廣泛的調(diào)查研究還發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)睡者中多出現(xiàn)杰出的思想家和創(chuàng)造性腦力勞動(dòng)者，如科學(xué)泰斗愛因斯坦就是一位長(zhǎng)睡者。短睡者中則較易出現(xiàn)社會(huì)活動(dòng)家和應(yīng)用科學(xué)家，如拿破侖和愛迪生都是短睡者。
就個(gè)人而言，在不同的年齡、境遇和心態(tài)情況下，對(duì)睡眠的需要量也不同。人所共知的是隨著年齡的增長(zhǎng)，對(duì)睡眠的需要量會(huì)逐漸減少。強(qiáng)烈的體力勞動(dòng)、體育活動(dòng)，精神緊張、煩惱、憤怒、抑郁等都會(huì)使睡眠量增加，但使睡眠量改變的最主要因素是心態(tài)。人在百事順?biāo)?、心情舒坦時(shí)，睡眠量便會(huì)減少，而且精神飽滿，不易疲勞。反之，煩惱和精神緊張會(huì)使人易于疲勞，睡眠量增加，同腦力過度疲勞一樣，這時(shí)增加的主要是眼快動(dòng)睡眠。焦慮和煩惱一旦解除，睡眠量也會(huì)相應(yīng)減少。現(xiàn)在一般都認(rèn)為，眼快動(dòng)睡眠需要量與腦力勞動(dòng)和情感活動(dòng)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系;第3～4期δ波睡眠主要與恢復(fù)體力有關(guān);人在一晝夜之中對(duì)睡眠的需要量與人的性格氣質(zhì)、生活方式和心態(tài)有關(guān)。******
也許人類對(duì)自己醒著的時(shí)候，關(guān)注比較多。而對(duì)于自己睡著的時(shí)候，知之甚少。有人設(shè)想要是人類不睡覺，那豈不是有更多的時(shí)間工作和學(xué)習(xí)?人類為什么有睡眠?為什么需要睡眠?這真是一個(gè)值得深入研究的大問題。
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