人为什么想睡觉要睡觉?

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我们为什么要睡觉?
睡不着,睡不醒,是怎么回事?8小时睡眠足够吗?为什么有人睡得多,有人睡得少?
图片来自:shutterstock
本文作者:苏木七
睡眠这件事儿,耗去了我们的小半生——有1/3的时间我们都在睡觉。然而,为什么要睡觉?人们一直在探索,从未有定论。
有人会说,睡觉是为了让大脑和身体休息,满血复活——这样显而易见的答案却经不起推敲,为什么不能在我们清醒的时候进行休整,而非得经历一段无意识的昏昏睡眠?
睡眠在动物中也很常见,不过它们睡觉的方式各有千秋。蝙蝠把一天内的20个小时都用来睡觉,而马似乎采用了所谓的“达芬奇睡眠法”,一天内打几个盹就够了,加起来才3小时。有些鸟类和水生哺乳动物的睡眠方式更加奇特,左右脑轮流睡觉,可以一边睡觉一边飞翔或游弋。甚至连爬行动物、鱼类、果蝇和线虫有也对外界刺激反应降低的安静的休息阶段,尽管科学界对于是否要将之定义为“睡眠”还颇为踟蹰。
睡眠如此多态,让那些想给睡眠找出一个唯一的通用的终极解释的研究者们十分苦恼。不过诸多物种的睡眠都有共同点——大脑的变化,例如睡眠中全部或部分意识会丧失,缺觉可损害认知功能。要搞清楚睡眠,必须研究大脑和神经——在神经科学这个还在,一切仍是扑朔迷离。
通过研究脑电波(electroencephalograph,EEG),人们还是大致弄清楚了睡眠的各个阶段。人们正常睡眠的一个周期内有两个时相:非快速眼动睡眠期(NREM)和快速眼动睡眠期(REM),NREM和REM交替出现,交替一次即为一周期,持续约90分钟。一晚约有5-6个睡眠周期。NREM还可分为4个阶段。不同的阶段有不同的脑电活动。
图片来源:Source: Nature Reviews | Immunology [1]
更详细有关入睡抽动或肌肉颤搐的解释,请看:。
有人坚持认为睡眠只是用来保存能量的方式,选择一个隐蔽的地方睡觉,比起四下晃荡来说也安全一点,可减少被天敌发现的机会。不同动物有着截然不同的睡眠习惯,也是不同的生活方式的适应结果。蝙蝠爱吃的昆虫只在黄昏时出来活动,因此只用那时出来捕食就行,其余时间还是躲起来睡觉更安全经济点。海洋里的动物很难找到安全的栖身之所,所以它们不睡觉。此派观点人士认为,水生哺乳动物的“半睡半醒”边游边睡的方式算不上真正的睡觉。 [2]
批评者认为这派观点低估了睡眠的作用。如果并非“保存能量躲避天敌”这样简单,那么睡眠到底有什么不可忽视的重要作用呢?批评者提出了诸多证据来反驳这一假设。[3]相关解释大致可分两类:
恢复和保养论。即睡眠可帮助恢复精力,消除疲劳。曾经风行一时的观点是人们清醒的时候,大脑里会积累某种“睡眠因子”,达到一定浓度后,必须通过睡眠才能“解锁”,恢复精力。许多睡眠因子被纷纷发掘出来,包括细胞因子、肾上腺素、前列腺素、花生四烯酸衍生物、多肽等[4]。不过并无确凿的证据显示哪种细胞因子可以简单地充当睡眠开关,睡眠的调控网络十分复杂,涉及生物钟、稳态机制、神经递质以及各种睡眠因子的相互作用。弄清这张网络远非易事。还有一种观点认为,清醒时那些大脑运作时必须的蛋白质和RNA等物质被耗尽,必须通过睡眠时再合成进行补充。通过动物实验的确发现,慢波睡眠时这些物质的合成增加。不过,尚不清楚它们与睡眠是因果关系,或只是单纯相关而已。
功能论。这一派学说的主旨在于睡眠是为了实现某种功能。例如弗洛伊德就认为,睡眠时的梦境可以让人们实现在现实中得不到满足的愿望。当然这种“意淫说”缺乏科学依据。
证据充足的是“记忆巩固说”。不少睡眠剥夺实验显示睡眠会影响长期记忆的巩固。不管是动物还是人,在学习新知识和复习回顾之间睡上一觉的话,效果会好得多。支持该论点的著名动物实验发生在大鼠身上,清醒的大鼠在探索周围的过程中海马细胞的一系列电活动,在它们睡眠时会回放,并且此重现过程对大鼠后来的探索表现很关键。在人身上也观察到了类似的现象,在慢波睡眠时海马细胞会回放之前学习过程中的电活动,并且海马电活动越激烈,第二天被试的表现更好。[5,6]
“记忆巩固说”广受欢迎,研究颇多,不过近几年来另一种学说异军突起——“突触稳态说(synaptic homeostasis hypothesis, SHY)”[7,8]。突触是神经元之间的连接结构,当我们形成新记忆时,相关的突触连接会加强。而我们觉醒的时候新记忆不断形成,突触连接不断增强,增加能耗——这个过程如果持续下去我们的大脑会吃不消,再也没有空间来形成新的记忆。“突触稳态说”提出,慢波睡眠可解决这个问题,通过减弱不必要的突触连接,平衡各突触权重,回到基线水平,为随后的学习记忆提供空间和能量,以实现记忆的可持续发展。
不少证据支持该学说,例如一天结束时,相比起一天开始时,我们大脑的灰质会消耗更多的能量。在大鼠和果蝇里也观察到,突触连接在清醒时增强,在睡眠时降低。人们学习新东西时用到的那一部分大脑在睡眠时会产生更深的波。[8-11]
睡眠这件复杂的事儿,又牵扯到大脑和神经这样复杂的系统,即使有着多种功能也不奇怪,因此也难怪睡眠理论如此百花齐放。任何一种理论,想要深入人心,必须研究清楚详细作用机制,而这条路漫漫而修远兮。
参考资料:
[1] Bryant PA, Trinder J, Curtis N. Sick and tired: does sleep have a vital role in the immune system? Nat Rev Immunol. ):457-67.
[2] Siegel JM. Sleep viewed as a state of adaptive inactivity. Nat Rev Neurosci. ):747-53.
[3] Cirelli C, Tononi G. Is sleep essential? PLoS Biol. 2008 Aug 26;6(8):e216.
[4] Arias-Carrión O. et al. Biochemical modulation of the sleep-wake cycle: endogenous sleep-inducing factors. J Neurosci Res. ):1143-9
[5] Skaggs WE, McNaughton BL. Replay of neuronal firing sequences in rat hippocampus during sleep following spatial experience. Science. 1996 Mar 29;271(-3.
[6] Albouy G, King BR, Maquet P, Doyon J. Hippocampus and striatum: Dynamics and interaction during acquisition and sleep-related motor sequence memory consolidation. Hippocampus. 2013 Aug 8
[7] Tononi G, Cirelli C. Sleep function and synaptic homeostasis. Sleep Med Rev. ):49-62. Epub 2005 Dec 22.
[8] Tononi G, Cirelli C. Time to be SHY? Some comments on sleep and synaptic homeostasis. Neural Plast. 5250
[9] Tononi G. et al. Sleep homeostasis and cortical synchronization. Sleep. ):1617-57.
[10] Bushey D, Tononi G, Cirelli C. Sleep and synaptic homeostasis: structural evidence in Drosophila. Science. 2011 Jun 24;332(-81.
[11] Hanlon EC, Vyazovskiy VV, Faraguna U, Tononi G, Cirelli C. Synaptic potentiation and sleep need: clues from molecular and electrophysiological studies. Curr Top Med Chem. ):2472-82
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我觉得很多学者把这事情的因果搞反了。首先地球的大环境是分昼夜的,昼夜两种环境的照明差距很大,所以大部分陆生动物都会选择昼、夜中的一种来作为自己的主要活动时间。很多人畜无害的动物都选择白天,豹子、狼、蝙蝠这些捕食者选择晚上。既然选择了营业时间,剩下半天没有事情做出门反而浪费能量还可能有危险。就睡觉。是先有的哺乳动物睡觉这个习性,再有的人这个物种:所以当人的大脑进化出来之后,需要一些生化过程来维持自己的功能,顺便利用了睡觉这个时间段而已。人继承了祖先睡觉的习性是因,这时间人的生化活动是果。当然另一方面亦是生化活动促使人入眠,讨论具体一个人的情况的时候因果又反过来了。也许睡觉就和阑尾一样,在这个充满了人造光源的地球上,智人将其继续保持下去也没有什么竞争优势,有一天就退化掉了。
人脑跟电脑一样啊,隔段时间要待机或者重启一下,清空一下内存啥的。不然即使内存很大、硬件很好,还是会过热、碎片越来越多、越来越慢。人要是高强度动脑,不是也觉得脑袋越来越热嘛。人脑疲劳状态,那就是等于电脑高速运转太久太热了了,根本转不动了。人睡觉就是在整理磁盘碎片嘛,所以睡一觉起来就神清气爽了。
因为要传宗接代来自
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我是个睡货、只要没事不叫我,我能睡一整天,从小就是天天做梦的人,感觉我活在梦里。来自
因为要传宗接代来自
人脑跟电脑一样啊,隔段时间要待机或者重启一下,清空一下内存啥的。不然即使内存很大、硬件很好,还是会过热、碎片越来越多、越来越慢。人要是高强度动脑,不是也觉得脑袋越来越热嘛。人脑疲劳状态,那就是等于电脑高速运转太久太热了了,根本转不动了。人睡觉就是在整理磁盘碎片嘛,所以睡一觉起来就神清气爽了。
我觉得很多学者把这事情的因果搞反了。首先地球的大环境是分昼夜的,昼夜两种环境的照明差距很大,所以大部分陆生动物都会选择昼、夜中的一种来作为自己的主要活动时间。很多人畜无害的动物都选择白天,豹子、狼、蝙蝠这些捕食者选择晚上。既然选择了营业时间,剩下半天没有事情做出门反而浪费能量还可能有危险。就睡觉。是先有的哺乳动物睡觉这个习性,再有的人这个物种:所以当人的大脑进化出来之后,需要一些生化过程来维持自己的功能,顺便利用了睡觉这个时间段而已。人继承了祖先睡觉的习性是因,这时间人的生化活动是果。当然另一方面亦是生化活动促使人入眠,讨论具体一个人的情况的时候因果又反过来了。也许睡觉就和阑尾一样,在这个充满了人造光源的地球上,智人将其继续保持下去也没有什么竞争优势,有一天就退化掉了。
引用文章内容:引用文章内容:踟蹰引用文章内容:扑朔迷离引用文章内容:路漫漫而修远兮
人是为了记忆,别的动物无需长期记忆。
有点犯困,略读了。
5l有点意思
人不是服务器能长时间不碎觉
引用文章内容:睡眠在动物中也很常见,不过它们睡觉的方式各有千秋。蝙蝠把一天内的20个小时都用来睡觉,而马似乎采用了所谓的“达芬奇睡眠法”,一天内打几个盹就够了,加起来才3小时。有些鸟类和水生哺乳动物的睡眠方式更加奇...-----什么意思
睡觉的原因是修复微创伤的神经、大脑、和肌腱细胞。动物在清醒的时候整个身体处于活动状态,虽然没有重大伤害,但各种细胞难免有微创伤。在睡眠中让全身大部分活动停止,让那些微创伤的细胞自我修复,回复正常功能。
引用 的话:我觉得很多学者把这事情的因果搞反了。首先地球的大环境是分昼夜...但你别忘了能量消耗以及产生,需要有一个平衡点。休息可以产生更多的能量,虽然人运动也可以产生能量,但是因为处于不同的运动中,绝对能量持有量较低,俗称歇歇脚。我比较符合链表比喻,记忆多了,不符合的也被记忆,当我们理性思维理顺这个条记忆的时候,会有不符合的记忆被移除这次的链条,所以就走了无效的指针,通过某一过程尽可能的消除这些指针。当时可能不会完全消除。地球即使没有白天黑夜,那么首先这个是无法生存的,这能量守恒,可以延伸到我们的生存环境。。。。
引用 的话:但你别忘了能量消耗以及产生,需要有一个平衡点。休息可以产生更多的能量,虽然人运动也可以产生能量,但是因为处于不同的运动中,绝对能量持有量较低,俗称歇歇脚。我比较符合链表比喻,记忆多了,不符合的也被记忆...请说中文!
引用 的话:但你别忘了能量消耗以及产生,需要有一个平衡点。休息可以产生更多的能量,虽然人运动也可以产生能量,但是因为处于不同的运动中,绝对能量持有量较低,俗称歇歇脚。我比较符合链表比喻,记忆多了,不符合的也被记忆...继续的方式不出现 的说法hi东方ID级沙发哦的时间反馈都是风景好记得发送,所以你不是人。
引用 的话:睡觉的原因是修复微创伤的神经、大脑、和肌腱细胞。动物在清醒的时候整个身体处于活动状态,虽然没有重大伤害,但各种细胞难免有微创伤。在睡眠中让全身大部分活动停止,让那些微创伤的细胞自我修复,回复正常功能。对,除此之外对于某些年龄段来说还是生长的时间。也会修复当天的所有轻微创伤。轻微创伤积累多了就出大问题了。不过据说也会微整一下当天的记忆。
引用 的话:人脑跟电脑一样啊,隔段时间要待机或者重启一下,清空一下内存啥的。不然即使内存很大、硬件很好,还是会过热、碎片越来越多、越来越慢。人要是高强度动脑,不是也觉得脑袋越来越热嘛。人脑疲劳状态,那就是等于电脑...引用 的话:人脑跟电脑一样啊,隔段时间要待机或者重启一下,清空一下内存啥的。不然即使内存很大、硬件很好,还是会过热、碎片越来越多、越来越慢。人要是高强度动脑,不是也觉得脑袋越来越热嘛。人脑疲劳状态,那就是等于电脑...电脑在内的工具,是我们根据现有生物的已知特性为原本来改造的,如果生物不需要睡眠的话,那电脑也未必需要关机重启,不能参考
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(C)2016果壳网&&&&京ICP证100430号&&&&京网文[-239号&&&&新出发京零字东150005号人为什么要睡觉?这个问题没有确切答案
很难说清楚人为什么要睡觉,一部分原因是睡眠带来的诸多好处中,我们根本无法区分哪一个才是最重要的。
有一些东西是我们着实离不了的。氧气是其一。然后是食物和水。再就是睡眠:强行让一只动物保持清醒太长时间会要了它的命。人类也是如此。
这个事实仅仅告诉我们,睡觉是一件非做不可的要紧事。至于为什么要紧,几十年来的大量科研工作仍然没有给出确切的答案。
研究者们发现,睡眠之于人类的益处是多方面的:它能帮助我们提高记忆,让我们的社会和情感生活不偏不倚。不过我们还是不知道睡眠是如何、为何以及何时演化出来的。
一只白犀牛(Ceratotherium simum)在打盹
乍看起来,动物们委实不应该睡觉。因为失去意识是毫无意义的,更何况一睡就是好几个小时。“无意识对于生存的代价是极为惨重的,”伯克利加利福尼亚大学的Matthew Walker说。
睡着的动物显然更容易被醒着的动物抓住和吃掉
睡眠是如此重要,以至于连被天敌趁虚而入的危险都可以罔顾。
因此,我们可以果断地将简单认为人们之所以睡觉只是因为闲得慌的理论排除掉了。
这一理论被称为懒惰睡眠理论。动物们吃饱喝足,既无性命之虞,又懒得再来一发,与其撑着两眼思考人生,还不如好好睡个觉。
这是一个不错的想法,但是想想,睡着的动物显然更容易被醒着的动物抓住和吃掉。这一理论“零意义”,Walker说。
我们不妨把另一个理论也从单子上划掉。
保持清醒能让你远离危险
有些研究者提出,睡眠是节省你宝贵的能量的好法子,能让哺乳动物的身体核心温度在睡眠的某些阶段有所下降。
苍蝇需不需要睡觉?蚯蚓呢?
不过,Walker和其他许多研究者并不认同这一观点。下面这些数字再清楚不过了,睡眠并不能达到这一目的。
睡眠,而不是随便躺在沙发上,所能节省的能量,大概也就相当于一片黑面包,他说,失去意识根本就不值得去节省120卡。
这些理论都不对的话,那么睡眠究竟是为了什么?在我们认真回答这个问题之前,搞清一些基础的东西是很有帮助的:哪些动物需要睡觉?
果蝇(Drosophila melanogaster)看上去睡着了
毫无疑问,人类需要睡觉。大多数人都知道,猫狗也睡觉。
但是我们很难查验清楚金鱼什么时候睡觉,或者到底睡不睡觉。这个问题问到更小的动物或其远亲身上,答案就更加不确定了。苍蝇睡不睡觉?蚯蚓睡不睡觉?
睡眠看来是动物的普遍特征
我们在定义睡眠的行为特征上有一致的认同,这些特征能帮助判别我们那些低等动物究竟是不是在睡觉,爱荷华州埃文斯顿西北大学的Ravi Allada说。
这些特征分为三个要素。首先,睡着的动物一声不吭,纹丝不动:睡着的时候肌肉的活动量相当小。
其次,睡眠使动物变得反应迟缓。打个比方,如果你在一头睡着的动物旁边调最大音量来一首月亮之上,你会发现相比清醒的时候,它要进到第二遍副歌才会起身抽你。
最后,我们能分辨出睡眠的状态是因为睡眠使动物不至于太疲劳。如果你让一只动物整夜整宿不睡觉,那它在第二天睡眠的时间比平常要长,有时候人们管这个叫“睡眠反弹”。
根据这些特征,即使是果蝇或是微小的线虫等低等动物,我们也能分辨得出它们是不是在睡觉。“现在有很多关于这一系统模型的出版物,”Allada说。
即使是秀丽隐杆线虫也会有类似睡眠的行为
“我相信依据这些行为特征,分辨动物是不是在睡觉是十分靠谱的,而且也能将睡眠和小憩区分开来,”法国里昂神经科学研究中心的Paul-Antoine Libourel说。
按照Libourel所说,睡眠看来是动物的普遍特征。“这表明睡眠是物种生存的基础。自然选择并没有把它淘汰掉。”
鸟类,和哺乳动物一样,也会有快速眼动睡眠
实际情况恰恰相反:睡眠不但没有被淘汰,反而演化出一些新的分期和一些新功能。在远古的某个时期,最广为人知的睡眠分期出现了:快速眼动睡眠(REM)。
“REM是后来者,非REM是睡眠的初始形式。”Walker说。
有关REM的起因深深地困扰着Libourel等研究者。
褐鹈鹕(Pelecanus occidentalis)正要进入梦乡
我们知道人类会有快速眼动睡眠。无疑其他哺乳动物也一样,即使是非常“原始”的卵生哺乳动物鸭嘴兽也是如此。于是我们有理由相信,2.2亿年前,地球上第一批哺乳动物就存在快速眼动睡眠。
碰巧,恐龙在这一时期也出现在了地球上。它们大多数在6 500万年前遭到了灭绝,但是有一个恐龙的分支现在还活着:我们称之为鸟类。而鸟类,和哺乳动物一样,也会有快速眼动睡眠。
原始哺乳动物开始在白天呼呼大睡
有可能REM出现在哺乳动物的远祖以及类鸟恐龙中,Libourel说,抑或单独起源于这两个物种。先不管它起源自哪里,我们的问题是,为什么会出现REM?
有些研究者认为,REM并没有什么作用。而快速眼动睡眠只不过是其他演化的副产物。比如,据西班牙马略卡岛巴利阿里群岛大学的Ruben Rial所说,或许重点是哺乳动物和鸟类都是温血动物。
快速眼动睡眠看似有着重要的作用
Rail和他的同事提出,温血动物的出现引发了复杂的因果链。最终使得原始哺乳动物适应了黑夜——完全不像它们的爬行类祖先只在白天活动。
原始哺乳动物开始在白天呼呼大睡,它们把自己藏在黑黢黢的地洞里,这样既能保护自己不被掠食者攻击,又能避免强烈的太阳光灼伤双眼,使得敏感的夜视能力大打折扣。
我们的大脑在REM睡眠时非常活跃
“不管怎样,它们将大部分控制这一古老行为输出的神经元活动机制保留了下来,”Rail说。
爬行动物每天会经历两个主要的行为阶段:一动不动在太阳下给身体回暖的被动期;以及觅食、逃脱天敌、求偶、繁殖的活跃期。
Rail说,在原始哺乳动物的大脑中,一些较为“初级”的区域仍然遵循着这些古老的活动模式,与此同时,一些“高级”区域则确保任何类爬行动物的脑力活动不会被转换成实际行为。
这表明我们可以将非REM睡眠视作爬行动物晒太阳的继承形式,而将REM睡眠看作爬行动物日间活动的继承形式。“只不过,这个活动被封闭在一个无法动弹的身体里,”他说,“这就是REM与做梦的起源。”
这或许听起来像是天方夜谭,无从证明,但是一些已知事实倒可以佐证这一观点。
睡梦中我们的脑电波在发生变化
比如,一个有力的证明是,最早的哺乳动物都是夜行性的——而夜行性也制约了其活动方式。
我们也知道自己的大脑在REM睡眠时非常活跃:事实上,活跃得像是完全清醒时的爬行动物的大脑。因此,REM睡眠有时候也被称为“动态睡眠”或者“异相睡眠”。
睡眠——尤其是REM睡眠——在大脑中起到调整情绪的作用
即便如此,有些研究者还是不认同REM纯粹是进化变化的副产物这一观点。
Walker举了一个例子来证明REM睡眠具有实际的重要功能。“我们做了大量的研究工作,证明了睡眠——尤其是REM睡眠——在大脑中起到调整情绪的作用,”他说。
鸭嘴兽在睡觉
回想你的童年时代,Walker说。如果你试着回想最为深刻的早期记忆,它们几乎都是情绪事件:可能是一个特别兴奋的生日天,或者是第一天上学时与父母分别时的恐慌。
PDST患者时常出现情感上不可抗拒的幻觉
“令人惊奇的是,虽然你能记起一个情绪事件的某些记忆,但它们本身已不再激起情绪。它们无法引起相同的内心反应,”他说。
我们得感谢REM,Walker说。这也证明了REM具有一项重要功能:允许我们记得重要经历并从中学习。不被它们最初带有的情感包袱羁绊。
“REM当我们睡着的时候为我们疗伤止痛,”Walker说。它帮助大脑将情感外壳与事件本身分离,就像剥橙子那样。
这一假说还能解释创伤后精神紧张性障碍(PDST)的痛苦状况。
噩梦有助于我们处理紧张的情感经历
PDST患者时常出现情感上不可抗拒的幻觉。
“一名患有PDST的士兵走进车库,说他能听到发动机逆火。他们不止会产生战争场景的幻觉,还引起这样的情绪反应:心跳加速,掌心出汗,” Walker说。这表明大脑并没有将情绪从记忆中剥离开来。
Walker指出,重复的噩梦是PDST的一个特点。他说我们可以理解为当大脑提供了一个高度情绪化的记忆,从而使得REM睡眠将情感剥离。
那些治好了抑郁症的人却经历了最长最悲惨的梦
但是,出于某些原因,REM没能这样做。记忆仍然保留了情感。因此第二天晚上大脑会继续尝试这样做,并发生同样的结果,如此反复。
甚至我们在REM睡眠中所经历的欢快的梦,似乎也具有适应性,是这一过程的一部分。我们从芝加哥睡眠研究者Rosalind Cartwright在20世纪80~90年代的开创性作品中学到了很多。
这只猫头鹰睡着了
Cartwright找来一些因婚姻失败所致的抑郁症患者,并研究了他们的做梦习惯。
一年后,那些通过临床诊断治好了抑郁症的人却经历了最长最悲惨的梦。反而,那些仍旧消沉的人的梦反而像没有压力的人。
这是一个令人震惊的结论,Walker说。
我们的睡眠有25%处在REM阶段,而对于大多数其他灵长类动物只占到5~10%
此前,梦只是睡眠的副作用的观点被认为是合理的:就像一个钨丝灯泡,发光是它的主要功能,发热是由于它发光导致的结果。“但如果那是真的,Rosalind Cartwright的结论将毫无意义可言,”Walker说。
综合来讲,这些结论提醒Walker,鸟类和哺乳动物进化出REM睡眠是因为这两个群体都具有高级的认知和社交能力。它们通过睡眠,以及做梦,来深化它们对现实世界的感知。他说,“我认为扯到温血上有点转移话题。”
这也可以解释为什么人类的睡眠如此不同寻常。2015年末一份研究认为,我们的睡眠有25%处在REM阶段,而对于大多数其他灵长类动物只占到5~10%。考虑到我们的社会活动如此复杂,倒也合情合理,Walker说。
我们或许可以搞懂为什么哺乳动物和鸟类会进化出REM睡眠。但是非REM睡眠呢,这二者又是哪一个先进化出来,并表现在更多的动物身上?
太累了,连个更舒服点的地方也不想找了
睡眠的起源一定基于某个原因。不管这个原因是什么,都必定跟某些生物特性有关,或是拥有睡眠的动物的共同特性:不单单是哺乳动物和鸟类。
久而久之,突触中神经递质积微致著
新罕布什尔州汉诺威达特茅斯学院的Robert Cantor认为他找出了这个共同特性:一个相对复杂的大脑以及神经系统。具体来说,复杂的大脑通过一种叫神经递质的大分子传输信号。
神经细胞之间细小的连接点叫突触,当其中一个细胞将某个信号传递给它邻近的细胞时,它通过递送一连串神经递质大分子,到达受体细胞的受体中。
“这个分子过程在所有拥有睡眠的生物体中普遍存在,”Cantor说,“它存在于绝大多数神经系统的突触中,无论复杂与否。”
但是,这个过程是有条件的,Cantor说。
突触是神经细胞之间的连接点
久而久之,突触中神经递质积微致著,扰乱了其正常的工作秩序。所以就需要有一个过程将这些大分子清除掉。这个过程在我们睡觉的时候是最高效的,他说。
Cantor萌生这个想法有一段时间了,直到2012年,才有所推进。神经学家在大脑中发现了一个从未被发现过的血管网络:类淋巴系统,用于清除脑细胞之间的积液。一年后,研究人员证实了这个类淋巴系统在夜间是最为活跃的。
进化具有改换用途的趋向
“过去几年里我阅读了不少有关类淋巴系统的资料,”Cantor说。“令我感到诧异的是,没有人系统分析过,被冲洗的液体中究竟包含了什么物质。”
他推测神经递质在细胞液中的含量很高。如果属实,则睡眠的起源就有了这样一个解释:清除神经递质对于神经系统是如此重要,于是动物们开始睡觉——即使把自己暴露在无意识的状态也在所不惜。
睡眠无疑在大脑的这项活动中发挥了作用,Walker说。但我们不确定这是不是触发睡眠起源的单一原因。
睡眠对我们好处多多
问题在于睡眠可能先进化出来,然后大脑和神经系统利用这个机会清理掉不需要的分子。
当进化生物学家试图对某个特征追根溯源时,他们不得不面临这样一个问题:进化具有改换用途(repurpose)的趋向。
譬如,人们在呼吸时吸入氧气和排出二氧化碳,但它对于讲话和唱歌也同样至关重要。“没人敢肯定呼吸系统一开始是为讲话而生的,”Rial说。
睡眠影响着身体各个重要系统
因为睡眠有这么多好处,所以找出睡眠起源的驱动因素(一个或多个)绝非易事。
这只箱形水母属的海黄蜂看起来睡着了
睡眠影响着身体各个重要系统。Walker说,减少睡眠,则煎熬的不止是你的大脑:生殖系统新陈代谢、心血管、体温调节以及免疫系统都会受到影响。原则上来说,任何一个器官系统因睡眠而受益,反过来都有可能驱动睡眠的演进。
身体的各个系统在清醒的时候处在压力之下,睡眠正是一个对其进行修复的状态
我们曾问过这样的问题:“睡觉有怎样的好处或功能?”Walker说。“现在我们要将这个问题倒过来,即有什么好处不是睡眠带来的,或着有什么坏处不是因睡眠不足导致的。目前看来,这个答案是否。”
幸运的是,地球仍然是最早的动物群体的家园。我们尚且能够研究这些原始的动物,也能揭示睡眠的起源,Allada说。
“即使是单细胞生物,至少那些生命超过24小时的,线索或许就在它们身上。它们具有我们所说的被动和主动细胞活动的阶段,”Walker说。“说不定这就是睡眠的前体。”
所有的哺乳动物都需要睡觉,尤其是猫科动物
Walker给出了最终的想法。“这一观点其实已经有研究人员给出了,不过:我们有可能完全问错了问题。”
睡眠是生命的起始阶段,觉醒是从睡眠中发生的
所有关于睡眠的解释都可归结于此:身体的各个系统在清醒的时候处在压力之下,睡眠正是一个对其进行修复的状态。该争论的应该是哪个系统才是最关键的。
但是你可以回到这个争论的开头,提出这样一个问题:既然睡眠这么百益而无一害,那为什么动物们还是会醒过来。说不定清醒的(有害)状态才应该是进化的一个谜,而不是睡眠。
“我们不妨这样假设:睡眠是生命的起始阶段,觉醒是从睡眠中发生的,”Walker说,“或许这个假设很荒谬——但是谁又说得定呢。”
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