学习目标问题 3-4 什么是睡眠?
我们人类每天的“电量”大约能续航16个小时,随后就要 睡眠 (sleep)为身体“充电”。睡眠是不可抗拒的诱惑,人们欣然屈服于它。无论是总统还是农夫,睡眠都平等地对待每一个人。睡眠是如此香甜,而又如此神秘。在睡眠过程中,我们可能觉得自己“对世界来说已经死了”,实则不然。邻居家的垃圾车轰隆作响时,我不会因此受到干扰,但孩子的啼哭会令我睡意全无。即使睡得再死,知觉的窗户还是会打开一条缝儿。人在床上翻滚扑腾,却不会掉下床去。在睡梦中听见有人呼叫自己的名字时,人的身体也会无意识地振作起来。脑电图记录发现,即使在睡眠中,大脑的听觉皮质也会对声音刺激做出反应(Kutas, 1990)。在你睡着时,你的大脑仍和清醒时一样,也在处理着意识之外的大部分信息。
睡眠:一种定期的意识自然丧失,与昏迷、全身麻醉或冬眠造成的无意识不同。(Dement, 1999)
研究人员记录了参与者睡眠时的脑电波和肌肉运动,时不时唤醒参与者并进行观察,尝试探索深层的睡眠奥秘。也许你能够预见他们的一些发现。请思考下述说法正确与否。
1. 人们梦见进行某种活动时,四肢往往会随着梦境变化而运动。
2. 老年人睡眠时间比年轻人长。
3. 梦游者的行为是其梦境内容的反映。
4. 睡眠专家建议,偶尔服用安眠药有助于改善失眠症状。
5. 有些人每天晚上都做梦,但是也有人几乎不做梦。
“我喜欢睡觉,你呢?睡觉很美妙,不是吗?它实在是世界上最美妙的事情了。你进入了毫无意识的状态,却还活在世上。”
——喜剧演员丽塔·拉德纳
图3.5 动物睡眠时间
你愿意做一只每天睡20个小时的棕蝠,还是愿意做一只每天睡2个小时的长颈鹿(NIH, 2010)?
上述所有说法(Palladino & Carducci, 1983)都是错误的。欲知原因,请看下文。
生命和大海一样,有着自己的潮汐节律。在不同的时间阶段,人的身体会发生不同的变化,精神也会随之而变化。接下来,我们将详细了解两种生物节律——24小时生物钟和90分钟睡眠周期。
学习目标问题 3-5 生物节律如何影响人们的日常机能?
昼夜节律:生物钟,以24小时为一个周期的、规律的身体节律(如体温和清醒状态)。
一天的节律与生命节律相似——从新一天醒来的初生,到夜晚归家进入莎士比亚所称的“死亡假象”状态(即睡眠)。人们的身体变化和24小时昼夜周期大致同步,这要归功于一种叫 昼夜节律 (circadian rhythm)的体内生物钟。清晨来临,人的体温随之升高;在中午时,体温达到最高值;在下午的早些时候,体温会在一段时间内持续下降(许多人会在这时候午睡或喝含咖啡因的饮料),并在晚上再次开始下降。接近每天的生理唤醒高峰期时,人的思维和记忆力会得到改善。你有通宵熬夜的经历吗?在半夜时,你会感觉昏昏沉沉,但随着正常起床时间的到来,你的身体就会恢复清醒状态。
年龄和经历可以改变人的昼夜节律。大多数20来岁的人都是“夜猫子”,晚上觉得精力充沛,白天的状态则需要渐渐恢复(May & Hasher, 1998)。年龄越大,人就会越想早点休息。大多数老年人觉浅,是喜欢早起的“百灵鸟”。对于人类的祖先(以及今天的狩猎采集者)来说,家里有一位早醒的祖父或祖母,能帮助整个家庭免受掠食者的侵害(Samson et al., 2017)。到了深夜,对于许多年轻人来说,夜晚才刚刚开始,而养老院则通常都是一片宁静祥和。大约在20岁以后(女性略早),人们就会开始从“夜猫子”转变为“百灵鸟”(Roenneberg et al., 2004)。年龄只是一个影响因素。一般来说,夜猫子往往比较聪明,创造性强,勤奋肯干(Giampietro & Cavallera, 2007; Schmidt et al., 2009),而爱早起的人则往往在学校表现得更好、更主动、更守时,而且患抑郁症的概率较低(Preckel et al., 2013; Randler, 2008, 2009; Werner et al., 2015)。
自问
你认为自己是夜猫子还是早起的百灵鸟?你通常什么时候精力最旺盛?一天中的哪个时间段最适合你学习?
学习目标问题 3-6 我们在入睡和做梦阶段有怎样的生物节律?
为了入睡,我们会先爬到床上假装睡觉,等待睡眠来临。最终,睡意笼罩了我们,随着大脑皮质的各个部分停止交流,意识也会逐渐消失(Massimini et al., 2005)。睡眠可能就像一场时间旅行,令我们穿越到几小时后的未来。然而在睡眠中,我们的大脑仍然活跃,有着自己的生物节律。
大约每隔90分钟,我们就会经历不同的睡眠阶段。1952年的一个晚上,8岁的阿蒙德·阿瑟林斯基(Armond Aserinsky)上床睡觉时,这一事实才为人们所认识。他的父亲尤金(Eugene)是芝加哥大学的研究生,那天恰好需要测试修好的脑波仪(Aserinsky, 1988; Seligman & Yellen, 1987)。因此,和许多优秀的科学家一样,他也让家人参与了自己的研究!他将电极放在阿蒙德的眼睛附近,以记录眼动,因为当时的人们认为眼动会在睡眠中出现。他看着机器疯狂地在图画纸上描画出深深的之字形,以为机器还没修好。但是随着夜晚的降临,这样的活动反复出现,尤金最后才意识到,快速的眼动会伴随着丰富的大脑活动出现。有一次,在眼动阶段时,他叫醒了阿蒙德,这个小男孩说他正在做梦。如今,我们将尤金发现的这一现象称作 快速眼动睡眠 (Rem Sleep,即REM睡眠,有时也称R型睡眠)。
快速眼动睡眠:REM睡眠;一个反复出现的睡眠阶段,其间通常伴随着一些生动的梦境。
对数千名参与者进行的类似测试表明,这样的周期是睡眠的正常组成部分(Kleitman, 1960)。为了理解这些研究,你可以想象自己也参与到测试中。随着时间渐晚,大脑新陈代谢的速度下降,你会开始感到困乏,打起了哈欠[打哈欠具有社会传染性,能够伸展人的颈部肌肉,提高心率,从而增强人的警觉性(Moorcroft, 2003)]。在你马上要入睡时,研究人员会将电极贴在你的眼角外侧(探测眼动)、头皮上(探测脑电波)和下巴上(探测肌张力)(图3.6),还会放置其他仪器,记录你的心率、呼吸频率和生殖器的唤醒程度。
图3.6 测量睡眠活动
睡眠研究人员通过电极测量脑电波、眼动和肌张力,这些电极能够收集来自大脑、眼睛和面部肌肉的微弱电信号(From Dement, 1978)。
海豚、鼠海豚和鲸鱼每次睡眠时只有一侧大脑入睡(Miller et al., 2008)。
α 波:清醒、放松状态下,相对缓慢的脑电波。
图3.7 脑电波和睡眠阶段
清醒、警惕状态的β波和清醒、放松状态的常规α波与深层N3睡眠的较慢、较大的δ波不同。虽然急速的快速眼动睡眠波类似于接近清醒的N1睡眠波,但在快速眼动睡眠期间,身体的内部唤醒状态比非快速眼动睡眠(N1、N2和N3阶段)更高。
你闭上眼睛躺在床上,另一个房间里的研究人员可以从脑电图上看到你大脑在清醒、放松状态下释放的相对缓慢的 α波 (alpha wave)(图3.7)。这时,你可能闭上了双眼,但仍然可以注意到研究人员通过对讲机说的话(Legendre et al., 2019)。随着时间推移,你渐渐适应了所有的仪器,开始感觉到困倦,在不知道什么时候,进入睡眠(图3.8)。这一过渡的标志是呼吸变慢、脑电波不规则,美国睡眠医学会将其归类为N1睡眠——非快速眼动(NREM)睡眠的第一阶段(Silber et al.,2007)。
威廉·丹特(William Dement, 1999)对15 000名参与者进行研究,观察到了大脑关闭感知外界的窗口时刻。他要求一个缺觉的年轻人睁开双眼,每当频闪灯在其眼前闪烁时(大约每6秒钟一次)就按下一个按钮。几分钟后,这个年轻人错过了一次灯光。问及原因时,他说:“因为没有灯光。”但当时灯确实亮了,他错过灯光是因为他在那两秒里睡着了(根据其脑电波显示得知)。但他没有意识到,所以他不但错过了在他面前10米远的灯光,也错过了进入睡眠的那一瞬间。
在这个短暂的N1睡眠阶段,你可能会体验到一些奇异的景象,与 幻觉 (hallucination)类似,即没有感官刺激而发生的感官体验。你可能会有一种坠落感(当时你的身体可能突然抽搐了一下)或失重飘浮的感觉,而这些“被催眠”的感觉可能之后就与记忆结合在一起了。那些声称遭到外星人绑架的人,通常都会有从床上飘下来或被压在床上的感觉,这种感觉一般都是上床后不久出现的(Clancy, 2005; McNally,2012)。
幻觉:虚假的感官体验,如在没有外部视觉刺激的情况下看到某些东西。
图3.8 进入睡眠的瞬间
我们似乎意识不到自己进入睡眠的那一瞬间,但是观察我们的脑电波的人却可以(From Dement, 1999)。
随后,你会更深层次地放松,进入N2睡眠阶段。这一阶段大约持续20分钟,伴随着周期性的睡眠纺锤波——这种脑电波活动速度较快,节奏性强,有助于记忆加工(Studte et al., 2017)。在这个阶段,尽管你很容易被叫醒,但你的确是真正地睡着了。
你可以使用闹钟的贪睡功能体验自己的睡眠过程。
δ 波:速度慢、波幅大的脑电波,与深度睡眠有关。
接下来你将进入N3阶段的深度睡眠。这种慢波睡眠会持续大概30分钟,你的大脑会出现波幅很大的慢波—— δ波 (delta wave),此时你会很难被唤醒。你是否有这样的经历?你说“昨晚的雷声真大”,朋友却迷惑地回答“什么雷声?”。那些没听见雷声大作的人可能已经进入了深度睡眠状态(这一阶段的末期,儿童可能会尿床)。
在你入睡大概一小时后,奇怪的事情发生了。你从最初的深度睡眠中“上升”,不再继续熟睡。回到N2睡眠阶段后(大概有半个晚上都会处于这个阶段),你会进入一个有趣的阶段——快速眼动睡眠(图3.9)。在大约10分钟的时间里,你的脑电波速度越来越快,呈锯齿状,与N1阶段近乎清醒的睡眠的脑电波非常相似。但与N1阶段不同的是,在快速眼动睡眠中,你的心率会上升,呼吸会加快并且变得不规律。每隔半分钟左右,你的眼球会突然快速转动。这些眼球运动表明你开始做梦了,这些梦通常情绪化,具有故事性,并且富于幻觉。梦境不是真实的,但快速眼动睡眠会欺骗你的大脑,使其做出真实的反应(Andrillon et al., 2015)。任何观察过入睡者眼睛的人都很容易发现这些快速眼动,科学界却直到1952年才注意到,着实令人惊讶。
除了一些特别可怕的梦以外,在快速眼动睡眠过程中,人的生殖器会处于唤醒状态。不管做梦的内容是否和性有关,男性的生殖器都可能会勃起,女性会产生阴道分泌物和阴蒂充血(Karacanetal, 1966)。例如,常见的“晨勃”就是由夜晚最后一个快速眼动阶段所引起的,并且通常刚好在醒来之前出现。很多受“勃起障碍”困扰的男性都会出现晨勃现象,说明他们的问题可能不是器质性的。
在快速眼动睡眠过程中,尽管大脑运动皮质处于活跃状态,但脑干会拦截它发出的指令。因此,人的肌肉会完全放松,若不是偶尔的手指、脚趾或者面部抽搐,人基本上处于一种类似瘫痪的状态,并且不容易被唤醒[从快速眼动睡眠中醒来时,这种瘫痪的感觉可能会偶尔反复出现,产生令人不安的睡眠瘫痪体验(Santomauro & French, 2009)]。所以,快速眼动睡眠有时也被称为反常睡眠:身体内部已经清醒,大脑如清醒时一样活跃,身体外部却处于平静的睡眠状态。人们每年有大约600个小时在做梦,做的梦多达1500个;或者说,人们在一生中通常会做10万多个梦,由于快速眼动的保护性瘫痪,这些梦全由黑夜吞噬,并未实际发生。
图3.9 夜晚睡眠的典型阶段
人们每晚都要经历几次由多个阶段组成的睡眠周期。随着时间的推移,深度睡眠的时间会渐渐减少,而对于年轻人来说,快速眼动睡眠会增加。随着年龄的增长,人们的睡眠质量开始下降,老年人在睡眠过程中很容易清醒过来(Kamel & Gammack, 2006; Neubauer, 1999)。
马儿每天有92%的时间是站着的,它们可以站着睡觉,但必须躺下才能进入快速眼动睡眠。(Morrison, 2003)
年轻人的睡眠周期大约每90分钟重复一次(老年人的周期则更短、更频繁)。随着时间的推移,N3阶段深度睡眠越来越短,直至渐渐消失,而快速眼动睡眠和N2阶段睡眠时间越来越长(图3.9)。到早晨,人们每晚的快速眼动睡眠平均占整个睡眠过程的20%~25%(约100分钟)。在睡眠实验室的研究中,37%的参与者表示自己很少或从未做过“第二天早上还能记得”的梦(Moore, 2004)。然而,在超过80%的试次中,在快速眼动睡眠中被唤醒的参与者能回忆起一个梦。神经科学家还确定了做梦时比较活跃的脑区,这使他们能够检测到做梦的时间(Sicarli et al., 2017)。
检索练习
RP-1 为什么集体睡眠会给那些担心自身安全的人带来额外的安全感?
RP-2 睡眠阶段有哪些?人们通常按照什么顺序经历这些阶段?
RP-3 连线:将睡眠阶段(i—iii)与对应的认知体验(a—c)连起来。
答案见附录D
学习目标问题 3-7 生理习性和环境的相互作用如何影响睡眠模式?
“每个人都需要8小时的睡眠”这一观点是对是错呢?答案是错误的。新生儿每天大约有2/3的时间都在睡眠中度过,而大多数成年人的睡眠时间却不超过一天时间的1/3(一些人每晚只需不到6小时的睡眠即可,而另外一些人一般要睡9个小时或者更久)。但实际上,人们睡眠的个体差异比年龄差异更大。一些人在晚上的睡眠周期之间是清醒的,这有时被称为“第一睡眠”和“第二睡眠”(Randall, 2012)。而一些人则发现,15分钟的午间小睡和夜晚多睡一小时的效果相当(Horne, 2011)。
人们在做梦时很少打鼾。快速眼动睡眠开始时,人就会停止打鼾。
睡眠模式会受到基因的影响。一些科研人员正在追踪研究人类和其他动物的睡眠调节基因(Hayashi et al., 2015; Mackenzie et al., 2015),一项对130万人的分析确定了956个与失眠等睡眠模式有关的基因(Jansen et al., 2019),另一项分析则确定了与早起有关的基因(Jones et al., 2019)。
睡眠模式也受到文化、社会和经济的影响。英国、加拿大、德国、日本和美国的成年人在工作日平均每晚睡7小时,其余时间则睡7~8小时(NSF, 2013)。然而,许多学生和工人的周末睡眠时间都没有达到这一平均水准(NSF, 2008)。开学时间较早、课外活动较多乃至父母规定的就寝时间较少,导致美国青少年的睡眠时间比澳大利亚的同龄人更少(Short et al., 2013)。那些疲于生计的人也难以得到充分的休息(Johnson et al., 2018; Mai et al., 2019; Vancampfort et al., 2018)。对于睡眠,就像清醒时的行为一样,生理和环境的影响是相互作用的。
无论是在工作还是在娱乐,人的昼夜节律都会因亮光激活视网膜光敏蛋白质而调整。这些蛋白质触发信号,传输到大脑的 视交叉上核 (suprachiasmatic nucleu,SCN,下丘脑中一对米粒大小、由上万细胞组成的细胞群),以此控制昼夜节律(图3.10)。在一定程度上,视交叉上核促进大脑松果体在早晨减少诱导睡眠的角蛋白褪黑素的产生,又在晚上增加褪黑素产生(Chang et al., 2015; Gandhi et al., 2015)。2017年,对人类生物钟的分子生物学机理研究获得了诺贝尔奖。
视交叉上核:下丘脑中的一对细胞群,控制着昼夜节律。视交叉上核对光做出反应,使松果体调整褪黑素的分泌,从而调整人们的睡意。
暴露在亮光下(或剥夺亮光)会扰乱人们的24小时生物钟(Czeisler et al., 1999;Dement, 1999)。一项研究曾模拟了一次前往火星的太空任务,试验中的宇航员在520天内没有接触自然光线(Basner et al., 2013)。他们因此体验到了去同步作用。夜班工人也常常面临这样的情况,这可能会引起疲劳、胃病、心脏病,以及女性常患的乳腺癌等(Knutsson & Bøggild, 2010; Lin et al., 2015; Puttonen et al., 2009)。人类祖先的身体时钟与一天24小时内太阳的东升西落相适应,在黑暗冰冷的冬季睡眠时间更长,在阳光明媚的夏季睡眠时间更短(van Egmond et al., 2019)。
图3.10 昼夜节律
(a)光线照射在视网膜上时,会给视交叉上核(SCN)发出信号,抑制松果体分泌褪黑素。
(b)在夜间,视交叉上核开始休息,松果体就会释放褪黑素到血液中。
当今的年轻人采用每天将近25个小时的作息方式,原因是他们熬夜太晚,得不到8小时的睡眠时间。对此,我们得感谢(抑或是责怪)发明了电灯泡的托马斯·爱迪生(Thomas Edison)。
将近90%的美国人表示在睡前一小时会使用发光电子设备(Chang et al., 2015)。这样的人造光会推迟入睡时间,影响睡眠质量。对于大一的学生来说,熬夜看电视会令他们睡得更晚,并且睡眠质量和睡眠时长也会下降(Exelmans & Van den Bulck, 2018)。流媒体干扰了我们的美梦。
昼夜颠倒的坏处:一项对超过24 000场美国职业棒球大联盟比赛的研究发现,在进行系列赛之前跨越三个时区的球队,有近60%的概率会输掉第一场比赛(Winter et al., 2009)。对美国职业篮球联赛和国家冰球联盟的后续研究再次印证了这一发现(Roy & Forest, 2018)。
一些人在周末熬夜和睡懒觉,然后又在周日晚上提前入睡为新的工作周做准备,但是他们往往无法入眠(Oren & Terman, 1998)。一些纽约人也是如此,去加利福尼亚州旅行回来后需要重新调整适应才能入睡,这是因为他们经历了“社会时差”。对于刚抵达欧洲的美国人来说,昼夜节律喊出“睡觉”时,他们却需要起床。这时,明亮的光线(第二天在户外度过)有助于他们重置生物钟(Czeisler et al., 1986, 1989; Eastmanet al., 1995)。
检索练习
RP-4 ____核有助于监测大脑释放褪黑素,影响我们的_______节律。
答案见附录D
学习目标问题 3-8 睡眠有什么功能?
睡眠模式因人而异,因文化而异。但是,为什么人会有睡眠这种需求呢?心理学家们认为可能有以下五个原因:
1.睡眠具有保护作用。 夜幕降临时,人类的远古先祖在结束一天的狩猎、采集和旅行活动时,通常都会躲在山洞里睡觉,以此避免危险。只要不在夜里去悬崖边上徘徊,人就更有可能繁衍生息下去。这与一个更广泛的原则不谋而合:一个物种的睡眠模式往往与其生态位相匹配(Siegel, 2009)。最需要进食且最没有能力藏匿自身的动物往往睡得最少。在交配和迁徙期间,动物睡得比较少,也不会有任何不良影响(Siegel,2012;关于动物睡眠时间的例子,见图3.5)。
2.睡眠帮助我们休整。 睡眠使我们的身体和大脑有机会进行修复、重新连接和重组。它有助于身体从感染中愈合,恢复免疫系统(Dimitrov et al., 2019)。睡眠使休息的神经元有时间自我修复,同时修剪或削弱不必要的连接(Ascády & Harris, 2017; Ding et al.,2016; Li et al., 2017)。蝙蝠和其他一些在清醒时新陈代谢旺盛的动物会燃烧大量的卡路里,产生对神经元有害的自由基分子。睡眠能够有效清除这些有毒废物,以及对人类来说可能导致阿尔茨海默病的蛋白质片段(Beil, 2018; Xie et al., 2013)。你可以这样理解:意识离开居所时,服务员会进来打扫卫生,并道上一声“晚安,睡个好觉”。
3.睡眠有助于恢复和重建我们当天已经逐渐淡忘的记忆。 睡眠是为了加强记忆。通过重放最近的学习和加强神经连接,睡眠强化了我们的记忆(Paller & Oudiette,2018)。它会重新激活存储在海马体的近期经验,并将它们转移到大脑皮质其他区域进行永久存储(Racsmány et al., 2010; Urbain et al., 2016)。因此,接受某任务训练的成年人、儿童和婴儿经过一夜的睡眠甚至短暂的午睡后,比清醒几个小时后能更好地回忆起这些任务(Friedrich et al., 2015; Horváth et al., 2017; Sandoval et al., 2017; Seehagen et al., 2015)。老年人睡眠的频繁中断也会破坏他们巩固记忆的能力(Boyce et al., 2016;Pace-Schott & Spencer, 2011)。
4.睡眠能够激发创造性思维。 梦境可以激发显著的艺术和科学成就。化学家奥古斯特·凯库勒(August Kekulé)曾因梦境了解了苯的结构(Ross, 2006),医学研究员卡尔·阿尔温(Carl Alving, 2011)因为梦境发明了疫苗贴片。换言之,一整晚的睡眠能够促进人的思考和学习。完成一项任务后,美美地睡上一觉,这会令你比那些一直保持清醒的人更具洞察力,更善于解决困难问题(Barrett, 2011; Sio et al., 2013),同时也更善于发现新信息之间的联系(Ellenbogen et al., 2007; Whitehurst et al., 2016)。在睡前思考问题,然后再睡上一觉,能帮助你更机智地思考问题,发现信息之间的联系。
“快点睡吧,我们需要枕头。”
——意第绪语谚语
5.睡眠促进发育。 在上半夜的慢波睡眠期间,脑垂体会释放形成肌肉所必需的人体生长激素。詹姆斯·马斯(James Maas)和丽贝卡·罗宾斯(Rebecca Robbins)报告称,有规律的整夜睡眠能够“极大地提高运动能力”。主要发生在整夜睡眠最后几小时的快速眼动睡眠和N2睡眠,能够强化建立持久记忆的神经连接,其中包括练习网球或投篮时学到的“肌肉记忆”。睡眠专家谢利·马(Cheri Mah)和同事常常就如何在训练中建立睡眠习惯向运动员提供建议。在她的帮助下,职业篮球运动员安德烈·伊古达拉(Andre Igoudala)改变了以往下午打瞌睡、深夜玩电子游戏的习惯,养成了健康睡眠的习惯(Gonzalez, 2018)。这样的转变带来了什么结果呢?伊古达拉的运动时间更长了,投篮也更有效率,获得了2015年美国职业篮球联赛总决赛最有价值球员奖。看到睡眠有如此多的益处,我们就不难理解为何睡眠不足会带来如此多的坏处了。
检索练习
RP-5 人们需要睡眠有哪五个原因?
答案见附录D
学习目标问题 3-9 睡眠不足对我们有什么影响,主要的睡眠障碍有哪些?
身体渴望睡眠却得不到满足时,我们就会开始感到不适。这时,我们会试图保持清醒,最终却总会失败。在这场疲惫的战斗中,睡眠总是赢家。
现代睡眠模式,又称为“睡眠大衰退”,不仅使人困倦不已,还渐渐耗尽了人的能量和幸福感(Keyes et al., 2015; Thorarinsdottir et al., 2019)。连续几个仅有5小时睡眠的夜晚后,我们欠下的睡眠债务便已经无法通过一次长睡眠来偿还。睡眠研究人员威廉·戴姆特(William Dement, 1999)指出:“大脑对睡眠债务的准确计算至少会保持两周。”
很明显,我们需要睡眠。人一生的睡眠时间约为25年,几乎占我们生命的三分之一。假如没有睡眠障碍,大多数正在偿还睡眠债务的成年人每晚至少要睡9个小时(Coren, 1996)。一个实验曾让参与者每天在床上待14个小时,为期至少一个星期,借此证明了没有睡眠障碍的好处。在最初几天中,参与者平均每天睡12小时或更久,显然是在偿还每周平均25~30小时的睡眠债务。睡眠债务偿还完毕后,他们再次恢复到每晚7.5~9小时的睡眠时长,此时他们会感觉自己精力充沛,幸福感也更强(Dement, 1999)。
1989年,迈克尔·杜塞特被提名为“美国最安全的年轻司机”。然而在1990年的某一天,他从学校开车回家时在车上睡着了,与迎面而来的汽车相撞,导致他本人和那辆车的司机全都遇难。迈克尔的驾校教练后来承认,自己没有提醒他睡眠不足和疲劳驾驶的问题。(Dement, 1999)
高中和大学阶段的学生尤其缺乏睡眠:在美国的一项调查中,69%的人表示在前两周至少有几天“感到疲倦”或“精力不足”(AP, 2009)。四分之一的中国大学生有严重的睡眠问题(Li et al., 2018)。美国的一项调查显示,75%的高中生表示每晚睡眠时间少于8小时,其中28%的人承认自己每周至少有一次在课堂上打瞌睡(CDC, 2019; NSF, 2006)。学生们睡着,并不是因为课堂太无聊。
睡眠不足也会影响人们的情绪。疲倦使人易怒:睡眠不足会导致愤怒情绪增加,容易造成关系冲突(Keller et al., 2019; Krizan & Hisler, 2019; Madrid-Valero et al., 2019)。此外,睡眠不足还是预测抑郁症的一个有力因素(Palagini et al., 2019)。研究人员在两项研究中对数千名青少年进行分析,发现那些每晚睡5小时或更少的人患抑郁症及产生自杀想法的风险,分别比睡8小时或更多的同龄人高70%和80%(Gangwisch et al., 2010; Whitmore et al., 2018)。在来自中国的50万名30~79岁的人中,那些每晚睡5小时或更少的人的抑郁症发病率比其他人高了一倍多(Sun et al., 2018)。这种联系似乎不能说明抑郁症对睡眠的影响。但是,对儿童和青少年的长期跟踪调查发现,睡眠不足是患抑郁症的前兆,反之亦然(Gregory et al., 2009)。而对于有自杀倾向的人来说,一夜的睡眠不佳会加重他们第二天想自杀的想法(Littlewood et al., 2019)。
记得要睡觉,只有睡觉才能记得更牢。”
——詹姆斯·B. 马斯和丽贝卡·S. 罗宾斯
幸运的是,快速眼动睡眠对情感体验的影响有助于预防抑郁症(Walker & van der Helm, 2009)。这或许能够解释为什么父母强制要求孩子早睡,因为这样孩子患抑郁症的概率更低;这或许还能够解释为什么中学的上学时间较晚,因为这样学生能得到更多睡眠时间,出勤率会更高,上课会更准时,警觉性也会提高,发生车祸的概率减小(Bowers & Moyer, 2017; Foss et al., 2019; Morgenthaler et al., 2016)。西雅图学区将中学上学时间推迟55分钟,取得了立竿见影的效果:学生睡眠的时间更长,取得的成绩更好(Dunster et al., 2018)。因此,欧洲的中学很少在上午9点前开始上课(Fischetti,2014)。美国儿科学会主张推迟青少年的上学时间:“让学生有机会达到最佳的睡眠水平(8.5~9.5小时)。”正如心理学家洛葛仙妮·普里查德(Roxanne Prichard)所指出的:“只要睡得好,一切都会变得顺心起来,一切都会变得更美好。”(Brody, 2018)
睡眠窃贼:“你在半夜醒来,拿起智能手机查看时间——现在是凌晨3点——你看到了一个通知提示。在你查看通知之前,你就陷入了电子邮件和推特所创造的不确定的世界之中。还不睡吗?忘了它吧。”
——尼克·比尔顿
一位心理学教授曾让学生挑战在期末考试周期间每晚至少满足8小时睡眠,那些完成挑战的学生在期末考试中取得的成绩更高(Scullin, 2019)。这就表明:只有睡得好,表现才更好。
睡眠不足会使人增肥。睡眠不足会扰乱人的激素分泌、新陈代谢,以及大脑对食物的反应。例如:
·增加胃泌素,这是一种唤醒饥饿的激素,并减少抑制饥饿的瘦蛋白激素(Shilsky et al., 2012)。
·增加皮质醇,一种刺激身体制造脂肪的应激激素。
·降低新陈代谢(能量利用)率(Schmid et al., 2015; Potter et al., 2017)。
·破坏基因表达,增加心脏病和其他负面健康结果的风险(Möller-Levet et al.,2013; Mure et al., 2018)。
·增强边缘系统对食物的反应,减少有助于抵制食物诱惑的大脑皮质反应(Benedict et al., 2012; Greer et al., 2013; St-Onge et al., 2012)。
因此,睡眠较少的儿童和成人要比睡眠正常的人更重。近几十年来,人们的睡眠在减少,体重却在增加(Hallet al., 2018; Miller et al., 2018)。此外,实验性睡眠不足,会增加参与者的食欲,使其更爱吃垃圾食品;大脑疲惫时,我们会觉得脂肪类食物更诱人(Fang et al., 2015; Hanlon et al., 2015; Rihm, 2019)。因此,这也能解释,为什么睡眠不足的学生体重更容易增长(Hull et al., 2007)。
睡眠还会影响人们的身体健康。身体被病毒感染时,人们通常会变得嗜睡以增强免疫力。而睡眠不足会抑制身体释放抵抗病毒感染和癌症的免疫细胞(Möller-Levet etal., 2013; Motivala & Irwin, 2007; Opp & Krueger, 2015)。一项实验曾让参与者暴露在感冒病毒中。那些平均每晚睡眠不足5小时的人患感冒的可能性比那些每晚睡眠超过7小时的人高4.5倍(Prather et al., 2015)。睡眠的保护作用或许还能解释为什么每晚睡7~8小时的人往往比那些长期睡眠不足的人更加长寿(Dew et al., 2003; Parthasarathyet al., 2015; Scullin & Bliwise, 2015)。
睡眠不足会降低人的反应速度,使人在需要视觉关注的任务上更容易犯错误,比如机场安检、手术主刀和看X光片(Caldwell, 2012; Lim & Dinges, 2010)。处于昏昏欲睡的状态时,我们可能会不知不觉地经历1~6秒的“微睡眠”(Koch, 2016)。反应迟钝和微睡眠会给那些操作设备、飞行或开车的人带来毁灭性的灾难。据估计,在美国,每六起交通事故中就有一起事故是驾驶员精神不振造成的(AAA, 2010);约30%的澳大利亚公路死亡事件也是因此发生的(Maas, 1999)。纽约地区两辆通勤列车的驾驶员患有睡眠窒息,这一睡眠障碍产生的疲劳感最终导致列车撞毁,事故造成100人受伤、1名路人死亡(McGeehan, 2018)。不幸往往发生在昏昏欲睡的额叶要处理某个意外情况时。
“闭上你的眼睛,和我吻别。然后睡吧,睡吧。”
——我的化学浪漫乐队
斯坦利·科伦(Stanley Coren)利用了对许多美国人来说半年一次的睡眠操纵实验——分别是“春季提前”到夏令时(睡眠时间缩短)和“秋季回调”到标准时间(睡眠时间增加)。科伦搜索了加拿大和美国数以百万计的记录数据后发现,在春季时间变化后,人们的睡眠时间缩短,事故立即增加(图3.11)。
图3.11 睡眠少=事故多
(a)在春季时间变化后的星期一,人们睡眠时间减少一小时,与调整前的星期一相比,事故增加了。
(b)在秋季,雪天的增多和漫长的黑夜通常会使得交通事故频发,但在睡眠时间变化后,交通事故减少了(Coren, 1996)。
图3.12总结了睡眠不足的影响。不过好消息是,心理学家已经发现了一种治疗方法,可以加强记忆,提高注意力,改善情绪,调节饥饿感,减少肥胖,强化免疫系统,提高学习成绩,并减少致命事故的风险。更棒的是,这种治疗方法使人感觉良好,可自行管理,而且完全免费!如果你是一个典型的高校学生,经常晚睡,你可能会觉得自己陷入了失眠的循环。紧张的生活环境可能使睡眠看起来更像是一种奢侈品,而非必需品。那么,就在本周的某个晚上,试着多睡15分钟吧。你如果觉得自己更有精神,不像个僵尸一样麻木迟钝了,那就尽量再多睡一会儿。其他一些能够提升睡眠质量的小窍门,请见表3.1。
图3.12 睡眠不足的影响
表3.1 如何获得更好的睡眠:自然睡眠辅助法
自问
哪些关于睡眠的知识可以应用到自己身上?
在焦虑或兴奋时,你会睡不着吗?大多数人都会如此。偶尔的失眠并不值得担心。但是对于那些有严重睡眠障碍,如 失眠症 (insomnia)、 发作性睡病 (narcolepsy)、 睡眠窒息 (sleep apnea)、梦游(梦游症)和梦呓、 夜惊 (night terror)的人来说,试图入睡可能会是一场噩梦(这些睡眠障碍的介绍见表3.2)。
失眠症:一种睡眠障碍,其特点是在入睡或保持睡眠时反复出现问题。
发作性睡病:一种睡眠障碍,其特点是无法控制睡意来袭。患者往往在不恰当的时候直接进入快速眼动睡眠。
睡眠窒息:一种睡眠障碍,其特点是在睡眠中暂时停止呼吸,并反复短暂惊醒。
夜惊:一种睡眠障碍,其特点是高唤醒状态或看起来很害怕。与噩梦不同,夜惊发生在N3睡眠阶段,在入睡后2或3小时内,而且患者很少能记住夜惊的内容。
约1/10的成年人和1/4的老年人受失眠困扰,这是个在入睡或保持睡眠方面长期存在的问题(Irwin et al., 2006),其最终引起人的疲倦和患抑郁症风险增加(Baglioni et al., 2016)。人到中年,夜间偶尔醒来是正常的,不需要担心或进行药物治疗(Vitiello,2009)。但讽刺的是,人们为失眠而发愁时,失眠会变得更严重。在实验室研究中,失眠症患者确实比其他人睡得少,但他们通常会高估自己入睡所需的时间,低估自己实际的睡眠时长(Harvey & Tang, 2012)。即使只清醒了一到两个小时,人们也会认为自己的睡眠时长很短,因为人们往往只记得自己清醒时的状态。
应对失眠症最常见的解决办法是使用安眠药和酒精,但这又会令失眠问题越发严重,这样的方法会减少快速眼动睡眠,引起注意力和记忆力问题,使人在第二天精神萎靡不振。这类方法还可能导致药物耐受,这种状态下人们往往需要加大服药量才能达到效果。这样的人最好去咨询睡眠专家,获取健康的长期治疗方案。
“睡眠就像爱情或幸福。你过于追求它,它就会躲避你。”
——威尔士·韦伯
“在睡得好的人和睡得不好的人之间存在着一条固定的鸿沟。这是人类最大的分野之一。”
——伊里斯·默多克
表3.2 睡眠障碍
检索练习
RP-6 一个睡眠好的人更可能_______(注意力不集中/反应速度快),睡眠不足的人更可能_______(体重增加/抵抗病毒感染)。
答案见附录D
学习目标问题 3-10 我们会梦到什么,专家认为梦有哪些功能?
一位睡眠者生动的梦境,就像影院里正在首映的电影。这部前所未有的精神电影人物角色丰满迷人,故事情节新颖独特、令人难以置信,却又错综复杂,看起来极为真实,观众无不对造梦者的创作感到惊叹。
梦:在睡眠者的脑海中闪现的一系列图像、情绪和想法。
快速眼动睡眠期间的 梦 (dream)极为生动,富于情绪,但又往往令人难以捉摸(Loftus & Ketcham, 1994)。从梦中醒来时,人们可能会疑惑,自己的大脑怎么会如此创造性地完整构建这个丰富多彩的另类世界。处于梦境和清醒意识之间的灰色地带时,人们甚至会怀疑,究竟哪一个才是现实。4岁大的孩子从噩梦中醒来后,可能会坚信自己现实世界的房子里有一只梦中的熊。快速眼动睡眠和梦之间的联系,为人们对梦的研究揭开了新的篇章。研究人员可以在快速眼动睡眠期间或结束后的3分钟内将人们唤醒,从而在梦发生时就将其抓获,聆听人们对梦境的生动叙述,而不再依靠他们几小时后的模糊回忆。
我们一生中有6年的时间是在梦中度过的,但很多梦境一点儿也不温馨。无论对男性还是女性来说,每10个梦中就有8个是以消极情绪为标志的(Domhoff, 1999)。人们经常梦到自己在做某件事时反复失败,受到攻击、被追逐或者被拒绝,或者经历不幸(Hall et al., 1982)。带有性意味的梦可能比你想象的要少得多[尽管这类梦在接触色情媒体后更常发生(Van den Bulck et al., 2016)]。一项研究表明,存在性暗示的梦占年轻男性梦境的十分之一,占年轻女性梦境的三十分之一(Domhoff, 1996)。
更常见的是,一个梦的故事线包含了前几天的非性经历和全心思虑的事情的痕迹(Nikles et al., 2017):
·创伤与梦境。受到创伤后,人们经常会出现梦魇,这一现象有助于消除白天的恐惧感(Levin & Nielsen, 2007, 2009)。奥斯威辛集中营的囚犯、生活在战乱中的巴勒斯坦儿童,以及“9·11”恐怖袭击后的美国人都经常做与创伤有关的梦(Owczarski, 2018; Propper et al., 2007; Punamäki & Joustie, 1998)。
·音乐家的梦。与非音乐家相比,音乐家所述关于音乐的梦的数量是非音乐家的两倍(Uga et al., 2006)。
·盲人的梦。一项涵盖了4个国家的研究发现,盲人大多会梦见自己能够使用非视觉感官(Buquet, 1988; Taha, 1972; Vekassy, 1977)。但即使是天生的盲人有时也会梦到自己能够“看见”(Bértolo, 2005)。同样,天生腰部以下瘫痪的人有时也会梦到自己能够走路、站立、跑步或骑自行车等(Saurat et al., 2011; Voss et al.,2011)。
·媒体经历与梦。一项对1287名土耳其人的研究发现,“接触暴力媒体信息的人更容易做充满暴力的梦,而接触色情内容的人更容易做与性有关的梦”(Van den Bulck et al., 2016)。
有关梦的传说:如果你梦见自己正在下落并且掉到地上(或者如果你梦到死亡),你就会死亡。不幸的是,能够证实这一说法的人现在大概已经不在人世了。不过,也有很多人曾经做过这样的梦,但是他们现在还活着,还能够把这样的梦告诉我们。
在睡眠时,我们的意识双通道仍会持续监测周边环境。睡眠环境中的各种感官刺激(特殊气味或电话铃声等)也可能会进入梦境,并立即巧妙地化作梦中的故事。一项研究中,研究人员将凉水轻轻喷洒到做梦者的脸上(Dement & Wolpert, 1958)。与没有受到凉水喷洒的做梦者相比,前者更容易梦见与水相关的事物,如瀑布、屋顶漏水,甚至还会梦到被人喷水。
那么,我们能否通过入睡后听录音磁带来学习外语呢?只要能够成功实施,这当然是可以的。在睡眠过程中,我们能够将某种声音和轻微电击联系起来(并根据声音做出反应),还能够将一个特定声音与一种香甜或恶心的气味联系起来(Arzi et al.,2012)。但是在入睡后,我们却无法记住磁带中的信息(Eich, 1990; Wvatt & Bootzin,1994)。实际上,我们睡前5分钟内所发生的任何事情通常都会从记忆中消失(Roth etal., 1988)。这也解释了为什么睡眠窒息患者常会因喘不过气而反复醒来,随后很快地入睡,却又想不起有这样的事。这也解释了为什么到了早上,那些使我们突然惊醒的梦大多会被我们遗忘。如果你想要记住一个梦境,你需要起床并且保持几分钟的大脑清醒。
梦境理论研究人员对人们做梦的原因做出了如下几种解释:
为了满足我们自己的愿望。弗洛伊德在他1900年出版的里程碑式著作《梦的解析》中写道:“这是我有幸获得的所有发现中最有价值的一个。”他认为梦可以释放其他方式无法接受的情感,给人提供精神上的“安全阀”。根据弗洛伊德的说法,他认为梦的 显性梦境 (manifest content,表面上和记忆中的故事线)是其 潜性梦境 (latent content)的审查、象征版本,即无意识的驱力和愿望(通常是色情的),如果直接表达出来就会有危险。因此,一把枪可能是对阴茎的掩饰性表征。
显性梦境:根据弗洛伊德的观点,指梦中那些具有象征性、可记住的故事线(不同于其潜性或隐藏的内容)。
潜性梦境:根据弗洛伊德的观点,指梦的潜在意义(不同于其显性内容)。
弗洛伊德认为,梦是理解人们内在冲突的关键。但其反对者认为这样的理论本身就是科学的噩梦,是时候从这样的梦境理论中醒过来了。传闻中,就算是爱抽雪茄的弗洛伊德也承认过“有时候,雪茄就只是雪茄而已”。塞思·斯蒂芬·达维多维茨(SethStephens-Davidowitz, 2017)曾分析了类似阴茎的食物是否会“以意想不到的频率潜入人们的梦中”,而他的答案是“不会”。例如,黄瓜是第七大经常梦见的蔬菜,也是第七大常见的蔬菜。梦境研究人员威廉·多姆霍夫(William Domhoff, 2003)认为:“没有理由相信弗洛伊德关于梦境及其目的的任何特殊说法。”有时,黄瓜只是一根黄瓜。
一些人认为,即使梦具有某种象征性意义,也可以按照人们的意愿进行解释。另一些人则认为,梦毫无隐藏。弗洛伊德关于梦的愿望实现理论在很大程度上已经让位于其他理论。
1.记忆归档。 信息加工的观点认为,梦可能有助于筛选、分类和固着人们记忆中某一天的经历,这一观点得到了许多研究的支持。在学习一项任务后的第二天进行测试时,慢波睡眠和快速眼动睡眠不足的人不如那些睡眠未被打扰的人做得好(Stickgold, 2012)。其他研究显示,每次快速眼动睡眠开始时就被唤醒的人对新材料都会有相似的记忆缺失(Empson & Clarke, 1970; Karni & Sagi, 1994)。
脑扫描证实了快速眼动睡眠和记忆之间的联系。老鼠学习走迷宫,或者人类学习视觉辨别任务时,那些活跃的脑区在随后的快速眼动睡眠期间也会得到激活(Louie & Wilson, 2001; Maquet, 2001)。这些激活模式非常精确,研究人员甚至可以指出如果老鼠正处于清醒状态下,它会站在迷宫的哪个位置上。好好睡觉,就有可能记得更多。
研究人员罗伯特·斯蒂戈尔德(Robert Stickgold, 2000)认为这对学生来说是个重要的消息,他们中的许多人似乎都得了一种贪睡症,平日里睡眠不足,周末则狂睡不止。但是,斯蒂戈尔德谈道:“如果在学习新东西之后缺乏足够高质量的睡眠,你就无法把这些新知识有效地整合到记忆中去。”这或许解释了为什么成绩较好的高中生比成绩较差的同班同学平均每晚多睡25分钟(Wolfson & Carskadon, 1998)(图3.13)。牺牲睡眠时间来学习反而会使学习成绩下降,因为学生第二天更难以理解课堂材料,也更难在考试中取得好成绩(Gillen-O’Neel et al., 2013)。
图3.13 睡梦中,大脑也在运转
2.发展和保护神经通路。 也许梦境或与快速眼动睡眠有关的大脑活动具有生理功能,能够为睡眠中的大脑提供有规律的刺激。这种理论观点非常有发展意义。刺激性的经历可以保护和扩展大脑的神经通路。婴儿的神经网络正在快速发展,其大量的睡眠时间都在快速眼动睡眠中度过(图3.14)。
图3.14 毕生的睡眠
随着年龄增长,人们的睡眠模式也会改变。在最初的几个月里,人们的快速眼动睡眠时间会逐渐减少。在人生的前20年,人们的睡眠时间也会越来越少(nyder & Scott, 1972)。
3.理解神经静态。 其他一些理论提出,梦是神经激活从脑干向上扩散而产生的(Antrobus, 1991; Hobson, 2003, 2004, 2009)。而激活-整合理论认为,梦是大脑对随机神经活动的一种合成尝试。就像神经外科医生可以通过刺激病人大脑皮质的不同部分来使其产生幻觉一样,源自大脑内部的刺激也可以产生幻觉。
快速眼动还可以搅动眼角膜后面的液体,这可以将新鲜的氧气输送给眼角膜细胞,以防它们窒息。
就像弗洛伊德预期的那样,对睡眠者的PET扫描结果显示,在情绪化的梦中,与情绪有关的边缘系统(杏仁核)中的活动会增加(Schwartz, 2012)。相比之下,负责克制和理性思维的额叶区域却没有任何活动,这或许解释了为什么人们在梦中的抑制能力比清醒时要差(Maquetetal, 1996)。将边缘系统的情绪基调和大脑的视觉冲击加在一起时,我们就在做梦了。如果边缘系统或梦中激活的视觉中枢受损的话,做梦的过程本身也可能会受损(Domhoff, 2003)。
4.反映认知的发展。 一些研究人员把梦看作大脑成熟和认知发展的一部分。比如,在9岁以前,儿童的梦境更像是在放映幻灯片,很少会出现以做梦者本人为角色的生动故事(Domhoff, 2003; Foulkes, 1999)。梦会与清醒时的认知相互重叠,具有连贯的语言,通过借鉴人们的概念和知识来模拟现实。做梦时的大脑网络在做白日梦时也很活跃,因此可以被视为强化的思维漫游,并通过视觉图像得以加强(Fox et al., 2013)。与梦境产生于自下而上的大脑激活这一观点不同,认知观点认为人们的大脑自上而下地控制梦的内容(Nir & Tononi, 2010)。威廉·多姆霍夫(Whilliam Domhoff, 2014)说,梦会“戏剧化地将我们的愿望、恐惧、忧虑和兴趣变成引人注目的场景,而我们会将其作为真实事件来体验”。
表3.3比较了与梦相关的主要理论。今天的睡眠研究人员对梦的功能仍有争论,一些人甚至对梦是否具有功能持怀疑态度,但在有一点上他们是一致的:人们需要快速眼动睡眠。反复遭到叫醒而缺失快速眼动睡眠之后,人们在入睡后回到这一睡眠阶段的速度会越来越快。到最后可以不受打扰地睡眠时,他们的睡眠就如同婴儿一样,快速眼动睡眠会逐渐增加,这一现象称作 快速眼动睡眠反弹 (rem rebound)。大多数其他哺乳动物也会经历快速眼动睡眠反弹,这表明快速眼动睡眠的原因和功能是一种深层次的生物学问题。(快速眼动睡眠会在哺乳动物身上发生,而不会在鱼类等动物身上发生,这是因为鱼类的行为受学习的影响较小,这符合梦的信息加工理论。)
表3.3 梦的理论
那么,这是否意味着,由于梦具有生理功能,扩展了正常的认知,它在心理上就是没有意义的呢?不一定。每一个有心理学意义的经验都与大脑的活跃有关。这再次提醒我们一个基本原则:对行为的生物学和心理学解释是合作伙伴,而不是竞争对手。
快速眼动睡眠反弹:指快速眼动睡眠被剥夺后,快速眼动睡眠增加的一种趋势。
问题:吃辛辣的食物是否会使我们做更多的梦?
答案:不会。但辛辣的食物会使你更容易醒来,增加你回忆梦境的机会(Moorcroft, 2003)
梦非常迷人,是意识的改变状态,但并不是唯一的改变状态。我们接下来会看到,药物也会改变意识觉知。
自问
关于做梦的原因,你最能理解哪种解释?它能在多大程度上解释你的梦?
检索练习
RP-7 哪五种理论解释了人们做梦的原因?
答案见附录D