睡眠简史

第一部分  睡眠的重要性

睡眠是你日常生活中的一个重要组成部分,你花大约三分之一的时间去睡觉。在适当的时间获得足够的优质睡眠对于生存和食物和水一样重要。如果没有睡眠,你就无法形成或维持大脑中让你学习和创造新记忆的路径,且很难集中精力快速做出反应。

睡眠对许多大脑功能很重要,其中包括神经细胞(神经元)如何相互沟通。事实上,当你睡觉的时候,你的大脑和身体会保持非常活跃的状态。最近的研究表明,睡眠起到了一种内在管理的机制,它可以清除你清醒时大脑中积聚的毒素。

每个人都需要睡眠,但其生物学目的仍然是个谜。睡眠几乎影响身体的每一种组织和系统——从大脑、心脏和肺部到新陈代谢、免疫功能、情绪和对抗疾病。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。

总而言之,睡眠是一个复杂而动态的过程,科学家现在正着手研究它如何影响你的身体机能

第二部分 大脑结构与睡眠。

下丘脑是大脑深处一个花生大小的结构,包含了一组神经细胞,它们是影响睡眠和唤醒的控制中心。在下丘脑内是视交叉上核(SCN)——由数千个细胞群组成,它们直接从眼睛接收有关光照射的信息,并控制你的行为节律。一些SCN受损的人整天睡眠不稳定,因为他们无法将昼夜节律与明暗周期相匹配。大多数盲人保持一定的感知光线的能力,并且能够改变他们的睡眠/唤醒周期。

脑干位于大脑底部的脑干与下丘脑联系,以控制清醒与睡眠之间的转换。(脑干包括称为脑桥、延髓和中脑的结构。)下丘脑和脑干内的促进睡眠的细胞产生一种称为gaba的大脑化学物质,它可以降低下丘脑和脑干内唤醒中心的活动。脑干(尤其是脑桥和延髓)在快速眼动睡眠中也扮演着特殊的角色;它发送信号来放松肌肉,这对于身体姿势和运动是至关重要的,这样我们就不会做梦了。

丘脑充当从感官到大脑皮层(大脑的覆盖层,解释和处理从短期记忆到长期记忆的信息)的信息中继。在大多数睡眠阶段,丘脑都会变得安静,让你远离外部世界。但是在快速眼动睡眠中,丘脑是活跃的,它发送大脑皮层的图像、声音和其他感觉来让我们做梦。

松果体位于大脑的两个半球内,接收来自SCN的信号,并增加褪黑素的分泌,这有助于你在灯光熄灭后入睡。失去视力,无法使用自然光协调自然唤醒睡眠周期的人,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,褪黑激素的峰谷随着时间的推移,对于将身体的昼夜节律与光明和黑暗的外部循环相匹配是很重要的。

靠近大脑前部和底部的基底前脑也能促进睡眠和清醒,而中脑的一部分起到唤醒系统的作用。腺苷(一种细胞能量消耗的化学副产品)从基底前脑和其他区域的细胞中释放,可能支持你的睡眠驱动。通常,饮用咖啡可以通过咖啡因通过阻止腺苷的作用来消除困倦。

杏仁核是一种杏仁状的结构,参与处理情绪,在快速眼动睡眠期间变得越来越活跃

第三部分 睡眠类型和周期

睡眠有两种基本类型:快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠(分为三个阶段)。每一个都与特定的脑电波和神经元活动有关。在一个典型的夜晚,你会在非快速眼动和快速眼动睡眠的所有阶段循环几次,直到早上,快速眼动周期会越来越长,越来越深。

第一阶段的非快速动眼睡眠是从清醒到睡眠的转变。在相对较轻的睡眠时间内(持续几分钟),你的心跳、呼吸和眼球运动缓慢,肌肉偶尔会抽搐放松。你的脑电波从白天的清醒模式开始变慢。

第二阶段非快速动眼睡眠是指进入深度睡眠前的一段浅睡眠。你的心跳和呼吸缓慢,肌肉放松得更厉害。你的体温下降,眼睛停止运动。脑波活动减慢,但以短暂的电活动爆发为特征。你在第二阶段的睡眠中重复的睡眠周期比在其他睡眠阶段要多。

第三阶段非快速动眼睡眠是指你需要在早晨感到精神振奋的深度睡眠阶段。它发生在晚上的前半段时间。你的心跳和呼吸在睡眠中减慢到最低水平。你的肌肉很放松,可能很难唤醒你。脑电波变得更慢。

快速眼动睡眠首先发生在入睡90分钟后。你的眼睛在闭上的眼睑后迅速地左右移动。混合频率的脑电波活动越来越接近于清醒状态。你的呼吸变得更快和不规则,你的心率和血压上升到接近清醒的水平。大多数的梦都发生在快速眼动睡眠中。你的手臂和腿部肌肉会暂时麻痹,使你沉入梦乡,不会轻易醒来。随着年龄的增长,你的快速眼动睡眠时间会慢慢减少。大脑记忆同时需要非快速动眼和快速动眼睡眠

第四部分 睡眠机制

两种内在的生物机制——昼夜节律和体内动态平衡——共同作用,在你清醒和睡眠时进行调节。

昼夜节律指挥着各种各样的身体功能,从每天的清醒波动到体温、新陈代谢和激素释放。它们控制着你的睡眠时间,使你在晚上昏昏欲睡,并且使你在早上醒来时没有闹钟。你身体的生物钟以大约24小时为基础,控制着大部分的昼夜节律。昼夜节律在一天中的实际时间与环境信号(光、温度)同步,但即使没有这些信号,昼夜节律也会继续存在。

体内平衡可以追踪你对睡眠的需求。内环境平衡睡眠驱动提醒身体在一定时间后睡眠,并调节睡眠强度。这种睡眠驱动力会在你醒着的每一个小时变得更强,并使你在睡眠不足一段时间后睡得更长、更深。

影响你睡眠唤醒需求的因素包括医疗条件、药物、压力、睡眠环境以及你吃什么喝什么。也许最大的影响是光线。眼睛视网膜中的特殊细胞处理光线,告诉大脑是白天还是夜晚,并能提前或延迟我们的睡眠-觉醒周期。暴露在强光下会使人迟迟难以入睡。

夜班工人在睡觉时常常难以入睡,而且工作时也难以保持清醒,因为他们的自然昼夜节律和睡眠-觉醒周期受到干扰。在时差的情况下,当人们飞到不同的时区时,昼夜节律会与一天中的时间不同步,从而造成他们的内部时钟与实际时钟不匹配。

第五部分 你需要多少睡眠?

你对睡眠的需要和你的睡眠模式会随着年龄的增长而变化,但这在同一年龄的人身上有很大的不同。对于同一年龄段的人来说,没有什么神奇的“睡眠时间”。婴儿最初每天睡眠16到18小时,这可能会促进生长和发育(尤其是大脑)。学龄儿童和青少年平均每晚需要9.5小时的睡眠。大多数成年人每晚需要7-9小时的睡眠,但60岁以后,夜间睡眠往往会变短、变轻,并被多次唤醒所打断。老年人也更可能服用干扰睡眠的药物。

总的来说,由于工作时间更长、提供24小时娱乐和其他活动,人们得到的睡眠比他们需要的少。

许多人认为他们可以在周末“补上”错过的睡眠,但是,取决于他们睡眠不足的程度,在周末多睡可能是不够的。

第六部分 做梦

每个人都在做梦。你每晚约花2个小时做梦,但可能记不起大部分的梦。它的确切目的还不清楚,但是做梦可能帮助你处理你的情绪。白天发生的事情常常会在睡眠中侵入你的思想,而那些遭受压力或焦虑的人更有可能做可怕的梦。梦可以在睡眠的所有阶段都经历,但通常在快速眼动睡眠中最明显。有些人的梦是彩色的,而另一些人的梦则是黑白的

第七部分 基因和神经递质的作用

睡眠的化学信号

当我们准备睡觉的时候,大脑许多部位成簇的促进睡眠的神经元变得更加活跃。被称为神经传递素的神经信号化学物质可以“关闭”或抑制发出唤醒或松弛信号的细胞活动。GABA与睡眠、肌肉放松和镇静有关。去甲肾上腺素和增食素(也叫下视丘分泌素)在我们清醒时使大脑的某些部分保持活跃。其他影响睡眠和清醒的神经递质包括乙酰胆碱、组胺、肾上腺素、皮质醇和血清素。

基因与睡眠

基因可能在我们需要多少睡眠中起着重要作用。科学家们已经确定了几个与睡眠和睡眠障碍有关的基因,包括控制神经元兴奋性的基因,以及影响我们昼夜节律和睡眠时间的诸如per、tim和cry等“时钟”基因。全基因组关联研究已经确定了各种染色体上增加我们对睡眠障碍易感性的位点。此外,不同的基因已被鉴定为诸如家族性睡眠晚期障碍、嗜睡症和不宁腿综合征等睡眠障碍。在大脑皮层和其他大脑区域表达的一些基因改变了它们在睡眠和清醒之间的表达水平。包括蠕虫、果蝇和斑马鱼在内的几个遗传模型正在帮助科学家识别与正常睡眠和睡眠障碍有关的分子机制和遗传变异。进一步的研究将更好地了解遗传性睡眠模式和昼夜节律和睡眠障碍的风险。

睡眠研究

你的医生可能会推荐一种多导睡眠图或其他测试来诊断睡眠障碍。记录多导睡眠图通常需要在睡眠实验室或睡眠中心过夜。它记录你的呼吸,氧气水平,眼睛和四肢的运动,心率,以及整晚的脑电波。您的睡眠也可以录制视频和音频。这些数据可以帮助睡眠专家确定您是否在各个睡眠阶段都能正常到达并继续进行。结果可用于制定治疗计划或确定是否需要进一步的测试

第八部分 睡个好觉的小贴士

充足的睡眠对你的健康有益。以下是一些改善睡眠的建议:

制定一个时间表——每天在同一时间睡觉和起床。

每天运动20到30分钟,但不迟于睡前几个小时。

晚上避免咖啡因和尼古丁,睡前不要喝含酒精的饮料。

睡前放松——试着洗个热水澡,看书,或者其他放松的习惯。

创造一个睡觉的空间——避免明亮的灯光和嘈杂的声音,保持房间的温度舒适,不要在卧室里看电视或有电脑。

不要躺在床上醒着。如果你睡不着,做些别的事情,比如看书或听音乐,直到你觉得累为止。

如果你睡眠有问题或白天感到异常疲劳,请就咨询睡眠顾问和医生。大多数睡眠障碍都能得到有效的改善。

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