睡前科普:你知道自己天天在体验“脑死亡”和“犯精神病”吗?

这是一个真理:人类最疯狂的事情莫过于睡觉。


为什么?


因为一次正常的睡眠,能同时让人体验“脑死亡”和“犯精神病”。


在外人看来,你睡得平静,其实脑子默默在进行4期睡眠和REM,时而让你濒临“假死”,时而让你内心亢奋异常。


人类每晚都进行4期睡眠,先看一下你每晚都是怎么睡的——


1-2期睡眠


形态各异的助眠“神器”在中国都市人群中十分流行 摄影:Magnus Wennman


这一阶段我们刚睡着,感官已被遮蔽,大脑仍保持活跃,并启动编辑程序,判断将哪些记忆保留、哪些舍弃。



总数约860亿的神经元通过电信号与化学信号彼此沟通。


清醒时,神经元们形成一个熙熙攘攘的大群,动态犹如细胞层面的雷暴;若它们平稳而有节律地激发,呈现在脑电图上的是整洁的涟漪线,那就说明大脑的工作重心已经转向内部,远离了醒时生活的喧嚣。


与此同时,各种感官接收器被遮蔽,我们很快就要睡着了。


这就是第1期睡眠,也就是睡眠的最浅端,大约持续——仅5分钟。


在加拿大新不伦瑞克省的一个乳牛场,一个男孩睡在了他的狗身上 摄影:Joseph John Kotlowski,国家地理


紧接着,从大脑深处升起一串火花,对大脑皮质的褶皱状灰色物质、语言与意识的中枢进行电击!这种每次半秒钟的电击名为“睡眠梭形波”,只要出现这波操作,表明人体进入了2期睡眠,且梭形波越多,人们第二天的表现就越好。


76岁的乔·戴曼德过去 20年来以卡车司机为业,有时需要彻夜开车。他说,这样的工作会使人“太累以至于睡不着”。世界卫生组织对于夜班工作曾评价“很可能对人类有致癌影响” 摄影:Magnus Wennman


按照新理论,梭形波会给予脑皮质特定的刺激,使之保存好最近获得的信息。


这也就是说,如果刚刚经历过什么不高兴的事情,千万别马上入睡!


新的记忆在夜间得到巩固,大脑在夜间究竟发生了什么?东京的筑波大学使用光遗传学的方法来探究这个问题——通过基因改造使小鼠对光线具有特定敏感性,再用一束激光对单个脑细胞进行激活与关闭 摄影:Magnus Wennman


无论好坏,大脑都会强化睡前的记忆,进而有更高概率进入长期记忆,甚至影响我们一生的认知。


比如,精疲力竭的士兵刚从凶险沙场归来,不可直接躺下入睡。加州大学洛杉矶分校的神经科学家吉娜·波认为,为了预防创伤后应激障碍(PTSD),这些战士应当坚持过6到8个小时再睡。


3-4期睡眠


睡眠第4期居然与脑死亡状态相差不远 摄影:SEBASTIAN WAHLHUETTER


进入深眠状态,换句话说,这种状态,与脑死亡的状态相差不远!中国古人称睡眠为“小死”,并有“人无小死,必无大活”的说法。


一只新出生的二趾树懒打盹儿时笑得恬然 摄影:Sam Trull


三趾树懒每天10个小时在打瞌睡;果蝠能睡15个小时;一种鼠耳蝠要睡20小时;


长颈鹿的睡眠却不到5小时;马夜间站着睡一段,躺下睡一段;


海豚的两个大脑半球轮流睡,总有一边是醒的,从不耽误游动;


军舰鸟能在滑翔中边飞边睡!


神圣安详的“直立”睡眠——在印度洋,30多头成年雌性抹香鲸正在海面以下约15米处小睡 摄影:STEPHANE GRANZOTTO


一个生物,大到鲸目,小到细胞,都不能开足油门连续工作,这是自然的铁则。



线虫模仿的树叶,非常逼真。已知有睡眠行为的最低等动物——仅有1毫米长的秀丽杆线虫。


而对人类来说,主要的恢复发生在3期和4期的深度睡眠中。我们的细胞在深度睡眠期间分泌的生长激素最多,我们终生都要依赖这种激素来维护骨骼和肌肉,而且,睡眠对于保持体温、血压和健康的免疫系统不可或缺。


巴黎爱乐音乐厅参考科学理论编曲,以极简阵容演绎的节目《睡眠》,旨在把听众导入甜美的休息状态,整场节目时间在八小时以上 摄影:Magnus Wennman


清醒状态下的神经元紧紧挤在一起,而入睡之后,有些脑细胞的体积会缩小60%,拉大间距。


细胞间空隙是代谢废物的倾倒场——尤其值得注意的是,一种名为β-淀粉样蛋白的物质,它能扰乱神经元之间的交流,与阿尔茨海默病密切相关。


只有在睡眠状态下,脑脊液才能顺着拓宽的空隙,把β-淀粉样蛋白冲洗掉。


这位资深南极游客睡在帆布躺椅上,享受阿蒙森海附近的飘雪 摄影:COLIN MONTEATH, MINDEN PICTURES


大脑各种修复工作进行的同时,我们的肌肉则充分放松。我们在4期阶段通常不做梦,甚至可能连疼痛也感觉不到。4期睡眠和昏迷、脑死亡的状态相差不远,虽然修复效果极佳,却是万万不可贪多的!


因此,我们在4期最多逗留仅30分钟,然后大脑就会“一脚把自己踢醒”,这时我们往往一路逆行,穿过3、2、1期,直至恢复意识。


是什么让我们产生睡意?日本筑波大学睡眠研究所的气密舱使科研人员得以精确追踪睡眠者的氧气消耗量,进而推算其代谢率,并测量外在因素(如环境光线的亮度和颜色)对该数据的影响。 找到触发睡眠的最佳条件可能是治愈失眠症的第一步 摄影:Magnus Wennman


REM状态≈“犯精神病”



快速眼动(REM)睡眠于1953年被发现。在此之前,REM通常被视为1期睡眠的变形、不具备特别的重要性。但其中独特的眼球速动,以及始终与之伴随的性器官充血现象一再见诸报告。


成年人REM时长,约占整次睡眠1/5。



精神病本被定义为一种以幻觉、妄想为特征的状态。有些睡眠科学家称,做梦就是一种精神病状态——我们看到不存在的景象却深信不疑,时空、人物在眼前变化或无端消失,我们也安之若素。


新生儿每天睡17个小时,长达一半时间在REM。


有种理论称,人生初期这些梦境般的历程相当于大脑的“软件测试”,是为全面上线在做准备。该过程被称为——端脑化。


人体在REM睡眠阶段不再调控体温,内部温度保持在设置范围内的最低点,全身僵冷。心率比起其他睡眠阶段反而快一些,且深浅不匀。肌肉除了个别部位——眼、耳、心脏、横膈膜——全都动弹不得。


但这和第4期睡眠的“假死”类昏迷状态不同。在REM阶段,我们的大脑是全面活跃的,能量消耗甚至比清醒时还多。


在大峡谷,一个孤独的旅者睡倒在科罗拉多河的沙洲上 摄影:DAWN KISH, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE


REM睡眠时,我们相信匪夷所思的事情,因为大脑的管理权已不再逻辑中心和冲动控制区那里了。


此时,血清素和去甲肾上腺素完全停产,它们是关键的神经递质,使脑细胞得以交流信息。如果没有它们,人的学习、记忆能力就会严重受损,陷入扭曲的意识状态。


睡着的变色龙宝宝 摄影:NICK HENN, CANVAS CHAMELEONS


REM由大脑深处边缘系统掌管,该脑区是思维领域的原始森林,我们最野蛮、最深层的本能全在这里出没。


正如弗洛伊德所说:“梦会引发我们的原始情感。”


在重新投入工作前,一个男子在纽约中央公园里小憩一番 摄影:Jose Azel,国家地理


当我们睡着并开始第一段REM睡眠时,大脑——这台宇宙中已知最精巧复杂的仪器,终于可以快意地做自己喜欢的事了。它把自己全面激活,去玩耍,去做梦!有些睡眠理论家猜想,REM睡眠是我们最聪明、最睿智、最有创造力和最自由的时候——


也就是说,当你睡着之后,总共有一两个小时的时间,你的大脑终于放飞自我,开始想干啥干啥!



大脑在你睡着时如此淘气,那你还敢睡吗?


答案是,你必须要敢。


我们有“拖延症”,我们有手机,我们睡前似乎有做不完的工作,我们不想早早入睡浪费良夜......我们极尽所能把入睡时间拖到更晚,但其实,我们日常躺在暖床上的一次安详好梦,对某些人而言却是奢侈的。


文章最后,愿你珍惜你的每一次入睡,愿所有人今夜,晚安。


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