在越来越多的睡眠功能清单上,有许多项目都适合这个内务管理类别。举个例子,思考一下孩子是如何长大的。在儿童时期,生长过程由生长激素控制,该激素由位于大脑底部的脑垂体分泌。如果分泌太少,孩子的身高就会发育不良,出现一种被称为垂体性侏儒症(pituitary dwarfism)的情况。反之,生长激素分泌过多会出现垂体性巨人症(pituitary gigantism)。
在儿童时期,大多数生长激素是在夜间深度慢波睡眠时分泌的。这种生长激素的释放所引发的生长可以使孩子在24小时内长高三分之二英寸, 4 这通常与比平时吃得更多、睡得更多有关。事实上,在一项关于婴儿生长的研究中,生长高峰往往与睡眠的增加同时进行,婴儿每多睡一小时就多长高十分之一英寸。
没有明显的理由说明为什么生长必须发生在慢波睡眠期间。睡眠期间大脑或身体生理学的变化似乎对生长突增并不重要。最有可能的是,进化将生长激素的释放时间和随之而来的生长高峰推到慢波睡眠中,只是因为当时身体上没有很多其他需求。这当然比把生长时间安排在孩子清醒的时候、到处跑动和玩耍的时候更合理。从直觉上来看,当你躺下睡觉时,长高这项任务肯定更容易完成。
睡眠的其他内务功能也是如此,例如调节胰岛素分泌和抗体的产生。在注射流感疫苗后的10天内,血液中针对流感病毒的抗体水平可以增加50倍。但是为了从疫苗接种中获得最佳效益,其接受者必须获得足够的睡眠。在一项研究中,从接种疫苗的前四晚开始,连续六晚,参与者每晚只允许睡4个小时。一周后,他们的抗体水平只有正常睡眠组参与者的一半。 5 在另一项研究中,参与者在接受肝炎疫苗接种后只被剥夺了一个晚上的睡眠,但同样地,他们的抗体水平只有对照组的一半。 6 为什么睡眠对抗体产生如此重要?虽然我们还是缺少一个确定的答案,但原因很可能与生长激素的例子相同。睡眠是使免疫反应达到最大限度的抗体产生的最容易的时间。
胰岛素调节讲述了一个类似的故事。胰岛素产生于肾上腺,在血液中的葡萄糖水平开始上升时被分泌出来。该激素指示肌肉、肝脏和脂肪细胞从血液中吸收多余的葡萄糖,并将其转化为糖原,或者转化为脂肪进行长期储存。当这个过程被扰乱时,就会出现糖尿病。睡眠与此有什么关系?在连续五个晚上只允许睡4个小时后,原本健康的大学生开始出现糖尿病前兆症状。 7 与每晚睡8个小时的对照组相比,他们的身体从血液中清除葡萄糖的速度下降了40%,与葡萄糖耐受性受损的老年人的水平相当。此外,他们的身体对急性胰岛素的反应下降了30%,类似衰老或与怀孕有关的糖尿症状的变化。
芝加哥大学的伊芙·范科特(Eve van Cauter)提出,现在有40%的美国成年人是肥胖的,而50年前这个比例只有14%,而肥胖的流行可能是由我们不断减少的睡眠和不断增加的甜食摄入量导致的。同样,我们不确定为什么充足的睡眠对维持胰岛素有效调节血糖水平的能力至关重要,但它确实是至关重要的,而睡眠越来越少的趋势可能正使多达1亿美国人走上糖尿病之路。
睡眠的最后一项内务管理功能值得注意。睡眠似乎在清理脑内废料方面发挥着重要作用,包括β-淀粉样蛋白,这种蛋白质在神经细胞之间的空间积累是阿尔茨海默病发展的一个主要决定因素。我们不知道为什么β-淀粉样蛋白会随着年龄增长而在脑中积累,但是显然,在睡觉时,它从脑中被清除出去的速度是清醒时的两倍。 8 仅仅经过一个晚上的睡眠剥夺,这些间质空间中的β-淀粉样蛋白的水平就会增加5%。
在这种情况下,我们觉得,我们知道为什么睡眠如此重要了。脑内废料的清除与脑脊液的流动有关,脑脊液冲刷着脑中的细胞并带走废料。事实证明,在睡眠期间,这种流动是以脉冲形式出现的,而且这种脉冲的频率与非快速眼动睡眠的慢波一致。似乎正是这些慢波在推动脑脊液的流动,并将β-淀粉样蛋白从脑中清除出去。 9