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40 人类睡眠之谜
节选自《化石》1990年第3期。
周俊
人为什么要睡眠人们一般都以为，睡眠是由于人体疲倦，体力或脑力需要休息。其实，这种解释是不全面的，有待于进一步探索证实。长期卧床休息的病人也会发困，需要睡眠。即使是健康人，整天躺在床上也照样会困倦，甚至越睡越困。再者，人在睡眠时，脑细胞并未休息，而是进行着大量的活动，“做梦”就是这类活动的结果。这显然不利于体力或脑力“疲劳恢复”之说。
近些年来有关睡眠的问题又有了一些新的解释。有人认为，睡眠和觉醒的交替是人类在长期进化中获得的。由于自然的白昼和黑夜的交替变化，使人这种“昼行性动物”(人在黑暗的夜里看不清物体)也像其他许多昼行性动物一样，养成了日出而作、日入而息的习性，由此逐渐演变成与自然昼夜相一致的觉醒与睡眠的交替。这一说法似乎有一定的道理：在漫漫长夜中，无事可做，还不如睡眠(失去对外界的感知)，同时也可以避免不必要的体力消耗，从而节约得之不易的食物。但这种观点也存在着难以解释的疑问，这就是当古人类进入睡眠时，由于对周围缺乏感知，也就无法防御外界的攻击，从而增加了受到天敌(如夜行兽类或其他有害动物及自然灾害)伤害的可能性。再者，照这一观点推理，现代文明已使昼夜变得同样很适于人类的生活和劳动，那么，在不久的将来，人类是否会演化到不再以与昼夜交替相一致的睡眠与觉醒的交替来适应自然的变化呢?
还有人提出，睡眠与觉醒的交替可能是受体内化学物质周期性波动的控制，而体内某些化学过程又可能与光照和黑暗有关，所以形成了昼夜交替的睡眠节律。其实，人并不是完全的“昼行性动物”。众所周知，人的睡眠并非受光照或黑暗控制。实验研究还表明，在没有光照变化和任何时间标志物的地下生活，人也同样呈现为与自然昼夜变化相一致或近似一致的睡眠与觉醒的交替变化。这显然不能证明上述看法。
就目前而论，不仅人类睡眠为什么会与自然昼夜变化保持一致或近似一致之类的问题无法解释，就连人为什么要睡眠的问题也仍然是个不解之谜。一些人根本不需要睡眠却也能生活得很好，而且并不因此影响他们的寿命和健康。最著名的不眠者要数法国著名法学家列尔贝德，他从两岁起，由于一次意外事故脑部受伤，便失去了困意，直到73岁去世，其间71年中，没有睡过一次觉，而且成为著名的法学家，被称为“不灭的法律之光”，可谓奇迹!我们这些“正常人”，如果谁要3天不睡觉的话，必定会弄得疲惫不堪，这是为什么?从这里我们是否可以找到揭开睡眠之谜的钥匙呢?
睡眠之谜初揭
近些年来，由于有关睡眠的实验研究的开展，特别是睡眠脑电图的研究，使人们对睡眠有了全新的认识，了解到人在睡眠中脑细胞的活动情况，从而使客观地记录睡眠过程、测量睡眠深度成为可能。
1929年，德国精神病学家伯杰发表了他的研究成果。他把电极放在人头部的不同部位，探测到了节律变化的电波，这正是脑细胞活动中产生的电现象，称为脑电波。对脑电波及其变化规律的系统描述称为脑电图。正是根据睡眠脑电图的研究，人们才真正地认识了睡眠的客观过程，并将其分为不同的阶段(或期)。
现已研究得知，人在打瞌睡时出现α波(阿尔法波)，其变化频率为每秒钟8～13次，振幅很小，低于50微伏。睡眠第一期出现的是几种低幅波的混合，以出现θ波(太塔波)为特征。θ波的变化频率是每秒4～7次，这是觉醒到睡眠的过渡时期。此期中，人常处于半睡半醒状态，持续时间一般在0.5～7分钟左右。
第二期为中等深度睡眠，此期人已基本入睡，但偶尔还可出现短暂的片断思维活动。脑电图中以出现“梭形”波和κ波(卡帕波)为特征。梭形波实际上是α波的自动调幅现象，即α波呈阵状出现，每阵持续大约0.5～2秒，开始振幅很小，中间振幅大，最后又变小，总体呈纺锤形。κ波是振幅极大的慢波。此期能占一夜总睡眠时间的50%左右。
第三期是深度睡眠，以出现变频为每秒1～3.5次、振幅很大的δ波(迭耳塔波)为特征。此期中δ波在20%～50%之间。δ波超过50%即为睡眠的第四期，这是最深的慢波睡眠。主要出现在睡眠的前半夜。通常还将第三期和第四期合称为“δ波睡眠”。这最后两期睡眠大约各占总睡眠的10%。
1952年，美国芝加哥大学的大学生阿瑟林斯基等人用现代电子仪器(多导生理仪)对人进行整夜追踪观察时发现，人在一夜的睡眠中常会出现5～6阵的眼球快速运动现象。眼球快速运动的频率为每分钟60～70次。后来的进一步研究还发现，“眼快动”时脑电波呈低幅快波，此时若将受试者唤醒，几乎都声称正在做梦。所以，现又将眼快动睡眠称为“有梦睡眠”“快波睡眠”“异相睡眠”等，而将非眼快动睡眠称为“无梦睡眠”“慢波睡眠”“正相睡眠”等。
今天，人们已经认识到，正常的睡眠并不是一个单一的过程，而是由“有梦睡眠”和“无梦睡眠”两种睡眠状态的反复交替所组成。一般是入睡后先有约90分钟的无梦慢波睡眠，再转入有梦的快波睡眠，接着再进入约90分钟无梦睡眠，如此反复交替，每夜有3～6次，平均5次。开始时有梦睡眠时间较短，大约5～10分钟，以后逐渐增长，到后半夜觉醒前的最后一次有梦睡眠时间最长，可达30～50分钟，全夜的有梦睡眠大约90～120分钟。当然，这只是一般情况，也有特例，如一入睡就进入梦乡的。还有许多内外因素的影响，都可导致有梦睡眠的变化。总之，睡眠是一种很复杂的生理和心理活动，既可根据不同睡眠深度(反映在脑电图上)将睡眠分为不同的四个期，又可由睡眠状态(也反映在脑电图上)将其分为两种相，即无梦的正相睡眠和有梦的异相睡眠。
长睡与短睡
人在一天当中所需要的睡眠时间是各有差异的。成年人的正常睡眠一般平均7～8小时左右，但也有超过9小时的长睡者和不足6小时的短睡者。奇怪的是，长睡或短睡习惯(确切地说，应该叫习性)与各人的劳动强度、时间或疲劳程度并无明显的对应比例关系，而只是因人而异或因人在不同的境况下而异。
1972年，一位名叫哈特曼的学者发表了他的实验结果。他曾从400名自愿候选者中精心挑选出29名受试者，按其平均睡眠时间分成长睡组和短睡组进行观察试验，长睡组每昼夜平均睡眠9.7小时，短睡组平均每昼夜睡5.6小时。研究发现，两组的第3～4期慢波睡眠几乎相等，长睡组甚至略少于短睡组，前者每夜平均为69.9分钟，后者为78.3分钟。而眼快动睡眠的差别却极为显著，长睡组几乎是短睡组的两倍，每夜平均为121.2分钟，短睡组每夜平均只有65.2分钟。并且，长睡者的眼快动频率比短睡者高，醒来时所能记忆的做梦内容也比短睡者多。
更为奇特的是在人的性格气质和生活方式等方面，两组试验者也有显著的不同。短睡者总是显得精力充沛，雄心勃勃，凡事总是预先计划，干起来很少犹豫不定，自我感觉良好，自信，进取心强，并有睡醒即起床的习惯。长睡者则显然不同，凡事多思虑，常有烦恼，常对自己所作所为显得信心不足，易改变主意或重新计划，还会显得羞怯、略带神经质和轻度抑郁，把睡眠看得非常重要。
以上的研究结果是否带有普遍意义还有待于进一步研究证实，但这种实验研究无疑是开创性的。经过广泛的调查研究还发现，长睡者中多出现杰出的思想家和创造性脑力劳动者，如科学泰斗爱因斯坦就是一位长睡者。短睡者中则较易出现社会活动家和应用科学家，如拿破仑和爱迪生都是短睡者。
就个人而言，在不同的年龄、境遇和心态情况下，对睡眠的需要量也不同。人所共知的是随着年龄的增长，对睡眠的需要量会逐渐减少。强烈的体力劳动、体育活动，精神紧张、烦恼、愤怒、抑郁等都会使睡眠量增加，但使睡眠量改变的最主要因素是心态。人在百事顺遂、心情舒坦时，睡眠量便会减少，而且精神饱满，不易疲劳。反之，烦恼和精神紧张会使人易于疲劳，睡眠量增加，同脑力过度疲劳一样，这时增加的主要是眼快动睡眠。焦虑和烦恼一旦解除，睡眠量也会相应减少。现在一般都认为，眼快动睡眠需要量与脑力劳动和情感活动有一定的对应关系;第3～4期δ波睡眠主要与恢复体力有关;人在一昼夜之中对睡眠的需要量与人的性格气质、生活方式和心态有关。******
也许人类对自己醒着的时候，关注比较多。而对于自己睡着的时候，知之甚少。有人设想要是人类不睡觉，那岂不是有更多的时间工作和学习?人类为什么有睡眠?为什么需要睡眠?这真是一个值得深入研究的大问题。
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