睡眠的秘密世界 英国曼彻斯特大学睡眠和记忆实验室最新研究成果

在睡眠的秘密世界，神经科学家佩内洛普·A.刘易斯探索了大脑在夜间的活动，以了解睡眠的真正益处。她展示了当我们的身体休息时，大脑如何演练它在白天接收到的任务，重现创伤以平息它们，并与久远的记忆建立联系。通过了解夜间大脑在我们白天的生活中扮演的角色，我们可以改善两者之间的关系，甚至可以激发创造力，变得更聪明。这是对神经科学最令人惊讶的身体结构的迷人探索，显示了科学如何能够利用睡眠的力量来改善学习、健康等。

作者简介——慧眼看PDF电子书

佩内洛普.A.刘易斯，英国神经科学家，曼彻斯特大学生物医学健康系教授、博士生导师。主要研究领域为大脑可塑性，专注于大脑初步学习后发生的行为和神经活动的变化，在脑神经科学及睡眠研究方向有独到见解。

目录——慧眼看PDF电子书

目录

致谢

1.为什么睡觉？

2.我们如何知道睡眠对大脑是重要的？

3.构建大脑的积木

4.大脑如何控制睡眠？

5.睡眠时的精神大扫除

6.睡眠中记忆如何“重播”？为何“重播”？

7.梦是什么？梦对记忆意味着什么？

8.睡眠，语义和思想

9.情绪记忆和睡眠

10.睡眠能消除危险的情绪吗？

11. 睡得好的人和睡得差的人

12.从睡眠中获取最大的益处

13.小结：如何获得你需要的睡眠

注释

索引

在线试读——慧眼看PDF电子书

1.为什么睡觉？

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）。根据这一松散的定义，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粘滑恶臭的覆膜，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，我们在一片水池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阶段，或者说眼快动睡眠）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进入REM阶段就会湿淋淋地醒来。享受这种待遇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（例，缺乏睡眠最终导致死亡）十分重要；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足的答案。