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1 为什么睡觉？

Why Sleep?

睡眠不足会导致喜怒无常、幻觉、偏执、记忆力变差、专注力及决策力受损。这些功能都是由大脑控制的，所以实验结果表明，睡眠或者睡眠不足，对大脑功能的影响大于对身体的影响。

阿米巴虫会睡觉吗？它们肯定会在某些时候蜷缩起来，进入不活跃的状态，但这个问题的确切答案取决于你如何定义睡眠——而睡眠的定义不止一个。

如果采用极简主义的标准，你可以认为睡眠是指生物体进入不活跃的状态：如果在此时受到戳刺或是惊扰，它的反应没有平时那么激烈，但如果有危险逼近，它能够从这种状态中醒来。这种不活跃的状态似乎是有目的的，因为在睡眠受到干扰后，动物总会试图弥补（我们称之为反弹式睡眠）。根据这一宽泛的定义，阿米巴虫的确会睡觉。它们停止移动，蜷缩起来，哪怕被戳也毫无反应。这一状态会持续几个小时，通常是在夜间；如果老是被戳，休息受到干扰，它们也会出现反弹反应。昆虫、鱼类和两栖动物也会睡觉。事实上，动物王国的所有成员都会时不时地打个盹。对于黄蜂和其他有触须的昆虫来说，睡眠状态尤其明显，因为触须会弯曲下垂，这表明它们对环境的警觉性降低了。

那么，睡眠只是动物在无所事事的时候进行的一种活动吗？事实正好相反：睡觉常常是一件危险的事情。大部分动物生活在充满掠食者的环境中，一旦失去对危险的警觉性，它们很容易遭到攻击。要是没能发现鬼鬼祟祟靠近的掠食者，动物很容易沦为别人的盘中餐。我们这里说的不光是老鼠、长尾小鹦鹉或是蝌蚪之类脆弱的小动物，大型动物同样面临危险。比如说，躺着打盹的长颈鹿需要大约15秒钟才能站起来，要是这时候附近正好有只饥饿的狮子，那它就太不走运了（或许正是出于这个原因，长颈鹿大部分时间都站着打盹或是靠在树上小憩；不过每天晚上，它们还是需要躺下来一小会儿，享受一点高质量的睡眠）。[1]既然睡眠这么危险，而动物（例如长颈鹿）不惜以身犯险，这说明睡眠一定很重要。某些生活在野外开放水域里的动物（例如鹦鹉鱼）想出了一些聪明的法子，尽量减少午睡的风险。鹦鹉鱼会在自己体外形成一层黏滑恶臭的覆膜，以此吓退垂涎它的掠食者。宽吻海豚、鸭子和很多鸟类则创造了两个大脑半球轮流休息的睡眠方式，这种状态下它们的大脑活动模式表明，同一时间段进入睡眠的只有一个大脑半球，另一个半球则保持清醒，控制着一只眼睛睁开以观察有无危险，同时协调一些基本的运动，例如游泳或者拍打一只鳍足来保持漂浮。[2]两个半球轮流休息的睡眠方式带来了一个关于意识的有趣问题：如果只有一个大脑半球处于活跃状态，那么这只动物真的醒着（或者说有意识）吗？

睡眠的功能

那么，睡眠的目的到底是什么？这样消耗大量时间又危险的行为在动物界如此普遍，那么，它必然有某种重要的功能。在睡眠研究的历史上，阿兰·莱齐茨查芬（Alan Rechtschaffen）扮演着重要角色，他曾经表示：“如果睡眠不提供某种生死攸关的功能，那它就是演化过程中最大的错误。”[3]在这一论断的提示下，科学家们合情合理地达成了共识：睡眠必然很重要。但是，睡眠为什么重要呢？这个问题的答案就五花八门了。一种流行的观点是，睡眠是动物节约能量的一种方式。归根结底，动物睡觉时不怎么动弹（海豚等两个大脑半球轮流睡眠的动物除外），那么这种不活跃的状态必然会节省一些能量。这个假说很有蛊惑性。比如说，我们知道，为了节省能量，很多动物会冬眠；而且从表面上看，冬眠和睡眠似乎有许多共性——但是，冬眠通常会持续好几个月，而且冬眠时动物体温会大幅降低（有时候仅比冰点高出几度），远低于睡眠时的水平。事实上，许多动物冬眠期间体温会短暂地升高，以便获得足够的睡眠。这意味着它们投入了部分能量来获取睡眠——所以，睡眠的目的不可能是单纯地节省能量。

要研究睡眠为什么那么重要，还有一条路，那就是观察睡眠不足会引发什么后果。我们对睡眠不足的研究十分深入——在许多针对老鼠的残忍实验中，我们剥夺老鼠的睡眠甚至到了致命的程度；而以人类为标本的实验则小心得多，通过这些谨慎的实验，我们仔细分析了睡眠不足状态下人类的大脑、激素水平、注意力、记忆力和决策力。

在一项经典的实验中，我们在一池水里放了一个倒扣的花盆，然后把老鼠放在花盆顶上。花盆的顶高于水面，但面积很小，一旦老鼠的肌肉放松下来，它就会掉进水里（然后变得湿淋淋的！）（图1）。有一个睡眠阶段（REM，或者说眼快动睡眠阶段）的标志是身体肌肉彻底松弛，所以这一实验确保了老鼠每次一旦进入REM阶段就会湿淋淋地醒来。结果是，实验中的老鼠很快就失去了对体温的控制能力，体重减轻，皮肤出现损伤；几周内，它们全死光了。这一实验表明，睡眠对于体温调节和整体健康十分重要（比如，缺乏睡眠最终会导致死亡）；不过实验结论也饱受非议，因为老鼠在实验中承受着巨大的压力。[4]正如你能想象到的，某些批评只是抨击实验过程的残忍，显然在当代，这样的实验难以被道德委员会接受；而某些批评则有其科学意义。仔细思考一下这项实验，你很快就会意识到，这些不幸的小动物死于非命的原因其实并不那么明确。真的是因为睡眠不足？还是因为环境带来的巨大压力引发了健康问题？后续的小鼠实验试图回答这个问题，但目前还未得出能让怀疑论者满意的答案。

以人类为标本的实验通常温和得多，除了长期（有时候长达11天以上！）的睡眠不足以外，参与者在其他方面得到精心照料，而且他们知道自己随时可以退出，所以基本不存在焦虑。尽管如此，这类实验仍表明，睡眠不足会导致应激激素皮质醇升高、体温略微下降以及免疫功能衰退。这意味着从物理层面上而言，睡眠对免疫响应和保持体温都有重要作用。实验的效果十分明显，但还远远不如声名狼藉的花盆实验中那些老鼠烈士的激烈表现。

不过，睡眠不足对人类精神的影响远大于物理影响。不用多说你也应该很清楚，要是得不到足够的睡眠，我们人类很容易觉得烦躁。这方面最极端的例子也许是兰迪·加德纳（Randy Gardner）的故事，在1965年的一项学校科研实验中，这位17岁的少年连续11夜不曾入睡（创下了当时的纪录）。最开始几天里，加德纳难以集中注意力，也难以重复简单的绕口令；到了第四天，他出现了记忆丧失和轻微的幻觉（例如把一盏街灯当成人）。一周后，他说话变得缓慢而含糊，到第九天和第十天，他出现了更显著的认知损伤——比如说，从100开始倒数，他数到65就停了下来，显然是因为他不记得自己正在干吗了。他还表现出偏执狂的迹象，说话变慢，也没有音调起伏。但是，以运动为基础的技能似乎没有受损。经受考验的第十天，加德纳在弹珠游戏中战胜了一位正常睡眠的访问者。虽然损失了大约90个小时的睡眠，但在实验结束后，加德纳只补偿性地多睡了大约11个小时，也没有表现出任何的长期损伤迹象（当时的实验对他的监控也许没有今天这么严密，不过我绝不推荐任何读者自行尝试这一实验）。[6]

我们更克制、更科学地对更大的人群做了实验，加德纳的案例佐证了睡眠不足在此类实验中表现出的多种影响。换句话说，睡眠不足会导致喜怒无常、幻觉、偏执、记忆力变差、专注力及决策力受损。这些功能都是由大脑控制的，所以实验结果表明，睡眠或者睡眠不足，对大脑功能的影响大于对身体的影响。考虑到正是大脑通过复杂而精巧的方式安排了睡眠以及睡眠期间的身体运动——绝不是简单地停止运动，这个结论其实并不出人意表。下面我们进一步讨论。