睡眠是我们日常生活中的一个重要部分，占用了人生三分之一的时间。高质量的睡眠与食物和水一样是生存所必需的。睡眠对许多大脑功能都很重要，最近的发现表明，睡眠起着管家的作用，可以清除你清醒时大脑中积累的垃圾和毒素。
没有睡眠，大脑中学习和记忆的神经回路将无法工作，而且很难集中精力并对任何外界事物迅速做出反应。
睡眠几乎影响身体的每一种组织和系统，从大脑、心脏、肺到新陈代谢、免疫功能、情绪和疾病抵抗能力。研究表明，长期睡眠不足或睡眠质量差，会增加患高血压、心血管疾病、糖尿病、抑郁症和肥胖等疾病的风险。
睡眠是一个复杂而动态的过程，其详细机制仍未彻底阐明，但科学家们现在已经越来越多了解这个过程了。下面，我们来看看大脑的睡眠机制是怎样的。
大脑中的几个结构与睡眠有关
视交叉上核(SCN)。这里就是我们熟知的生物钟，它是一个位于下丘脑和大脑交汇深处的花生大小的结构，包含大约5万个神经细胞，SCN通过视神经直接接收来自眼睛的光信号，作为控制中心影响睡眠和唤醒。
脑干 。在大脑的底部，与下丘脑联结，脑干上有很多与睡眠有关的重要神经区域，控制醒觉和睡眠之间的转换。脑干在做梦的时候中也起着特殊的作用；它发出信号来放松身体姿势和肢体运动所必需的肌肉，这样我们就不会像梦想那样去行动，否则就会出现梦游了。
丘脑。是将全身感觉器官接受到的外部世界信号传递到大脑皮层的中转站。在睡眠的大部分阶段，丘脑这个中转站几乎是关闭的，让你忽略外部世界。但是在快速眼动睡眠中，丘脑是活跃的，发出大脑皮层的图像、声音和其他的感觉来填充我们的梦，所以丘脑是梦的重要参与者。
松果体。位于大脑的两个半球内，接收来自SCN的信号并增加褪黑素的产生，褪黑素能帮助你在灯亮的时候入睡。那些失去视力、无法利用自然光协调自然睡眠周期的人，可以通过每天同时服用少量褪黑素来稳定他们的睡眠模式。科学家们认为，24小时周期中，褪黑素的高峰和低谷标志着身体的昼夜节律与外部的光明和黑暗周期是一致的。
基底前脑 。靠近大脑的前部和底部，同时参与睡眠和清醒。从基底前脑的细胞释放的腺苷(细胞能量消耗的一种化学副产品)，是强有力的睡眠驱动力。咖啡因就是通过阻断腺苷的作用来对抗困乏疲倦。
杏仁核。杏仁状结构参与处理情绪，在快速眼动睡眠中变得很活跃。
睡眠和觉醒的转换是怎样运转的
两种内部生物机制参与控制了睡眠和唤醒：
1、唤醒中心和睡眠中心参与了睡眠和唤醒的调节
我们怎样选择和保持唤醒和睡眠，很大程度上取决于大脑的几个小区域的功能。当大脑的唤醒中心最活跃时，它们会抑制大脑中负责促进睡眠的其他区域（睡眠中心）的活动。这种对睡眠的抑制导致了稳定持续的唤醒。同样，当大脑中睡眠中心最活跃时，它们会抑制大脑中唤醒中心的活动。这种对清醒的抑制导致了稳定持续的睡眠。
唤醒中心。大脑中的结核乳头状核(TMN)是已经明确的唤醒中心。在这里，神经元释放组胺作为他们的神经递质之一，在大脑中发挥广泛的唤醒作用，并可以抑制睡眠中心神经元。有趣的是，许多“抗组胺“药物阻断了这一激发信号并导致困倦。其他神经元产生一种叫做食欲素(orexin)的神经递质，它直接刺激唤醒中心和大脑皮层本身。
睡眠中心。在下丘脑的另一个区域，这个区域称为视前腹外侧核(VLPO)，负责关闭大脑的唤醒信号并导致向睡眠的过渡。VLPO的神经元直接连接到唤醒中心。来自VLPO神经元的信号不是刺激唤醒中心的活动，而是抑制和关闭唤醒醒中心，从而促进睡眠。
稳定的清醒状态和睡眠状态之间的转换相对较快，通常在几秒钟内就可以完成。是否保持睡眠或唤醒，是唤醒中心神经元和睡眠中心神经元之间“相互抑制”的结果。例如，通过激活大脑皮层来保持清醒的大脑区域也会抑制VLPO神经元。相反，当VLPO神经元快速激发并诱导睡眠时，它们也会抑制像TMN这样的唤醒中心的活动。
人们通常需要几分钟才能平静下来，放松到可以入睡的程度，而睡眠最深的阶段通常在入睡20分钟或更长的时间后才会出现。然而，睡眠的开始和相关的意识丧失可以在瞬间发生。这一点在非常疲劳的人身上尤为明显，他们甚至可能会在不方便甚至有时是危险的时候睡着，比如开车的时候。同样，从睡眠中醒来可能会很快发生，例如，对闹钟的反应，尽管通常需要更长的时间才能在醒来后完全清醒。
有许多体内因素(如睡眠驱动和昼夜节律)和环境因素(如噪音)，会影响入睡和唤醒。例如，一种强大的睡眠驱动会随着唤醒时间的延长而增加，并将平衡转向睡眠。目前还不清楚睡眠驱动的全貌，但是腺苷是被认为在长时间清醒时积累的化学物质之一。当腺苷在体内积累到一定量时，它通过抑制唤醒中心的神经元来诱导睡眠。
2、生物钟---昼夜节律
生物钟。睡眠和唤醒之间的转换时间也与位于视交叉上核(SCN)的体内生物钟密切相关。SCN直接从眼睛接收有关光照的信息，使自己的昼夜节律与光暗周期相同步并控制睡眠节奏。SCN通过产生抵消睡眠驱动的强大警报信号来促进唤醒，SCN也可以通过关闭警报信号来促进睡眠。此外，即使在下半个晚上的睡眠驱动已经消散之后，SCN仍在整晚保持睡眠。
生物钟的周期大约是24小时，与一天中实际时间的外界环境信号(光、温度)同步，甚至在没有熟悉的外界环境信号的情况下也会继续，例如，旅客从纽约飞到上海常有的时差综合症就是因为仍然运转纽约的生物钟，不能与上海的昼夜时间相匹配而引起的。除了睡眠和唤醒，生物钟控制着其他数十种不同生理功能的定时，例如体温和荷尔蒙释放。
一些患有SCN损伤的人整天睡不着觉，因为他们无法与昼夜节律保持步调一致。那么盲人是怎么保持生物钟运作的？事实上大多数盲人仍保持一定的感光能力，并且能够调整他们的睡眠/唤醒周期。
夜班工作人员睡觉时常常难以入睡，而且由于他们的自然昼夜节律和睡眠/唤醒周期受到干扰，他们在工作中也很难保持清醒。
失眠是怎么发生的
充足的睡眠对健康是有益的，最佳睡眠时间因人而已，通常在6-8小时。有人说英前首相撒切尔夫人每天睡4-5小时就够了，可是她后来患上了老年痴呆。现代社会的快节奏和各方面的压力常常导致失眠。不同性别和年龄的人群都可能失眠，但女性和老年人更容易被失眠困扰。失眠的原因很多，由其他身体和精神疾病引起的失眠应积极治疗原发疾病，在这里仅讨论由过度压力和生活方式导致的失眠，这些失眠的原因不外乎唤醒和睡眠的正常转换受到干扰，具体有这些：
1、跨时区飞行的时差。
2、身体不适(热，冷，照明，噪音，不熟悉的环境)。
3、加班、夜班工作或在工作时间频繁地轮班。
4、来自工作和生活的压力(离婚或分居，亲人死亡，失业，准备考试等等)。
5、吸毒、吸烟和酗酒。
6、睡前摄入咖啡因。睡前暴食。
7、久坐不动的工作和生活方式。
这些因素中的大多数可能是短暂而可控的，可通过患者采取行动加以改变，因此，在许多患者中，当潜在因素被移除或纠正时，唤醒和睡眠中心功能重新达到平衡，失眠可能会得到解决。
这里不讲安眠药。在了解睡眠规律的基础上， 更容易找到自己克服失眠的方法。以下是一些改善睡眠的建议：
1、让你的生物钟与昼夜节律保持一致，这个很容易做到，每天定时睡觉和起床就可以。
2、每天傍晚7点以前锻炼20-30分钟。
3、白天晚些时候和晚上不要喝咖啡和吸烟，睡前不要喝含酒精的饮料，这些都会使大脑兴奋。
4、睡前放松，使你大脑的唤醒中心放松戒备。比如试着洗个热水澡，看书，或者其他放松的方式。本人的经验是睡前看历史书，几分钟就困睡着了，所以一本中国通史我看了2年才看完。历史既有趣又催眠。
5、布置一个适宜睡觉的房间。避免明亮的灯光和噪音，让房间保持舒适的温度。使外界环境与你的生物钟和昼夜节律保持一致
6、睡前不要看电视、电脑、手机、平板电脑和其他电子设备。研究表明，这些设备的屏幕发出特有的蓝光，通过视神经使你大脑里的生物钟（SCN）兴奋，而使唤醒/睡眠的转换时间推迟。
7、如果你睡不着，别醒着躺在床上。做点别的事情，比如看书（再次推荐历史书）或听音乐，直到你觉得困倦为止。这样做是使你的唤醒中心安静，让睡眠中心占主导。
8、因为担忧某些事情睡不着，可以用纸写下第二天解决的步骤清单。这样做是为了将大脑中的兴奋点转移到纸上而达到清空大脑的目的。
9、晚上不要吃得太多，胃肠负担太重时会刺激中枢神经兴奋。但就寝前喝少量牛奶和燕麦片有助入睡。
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