第一章:睡眠机制(Sleep Mechanics)

什么是睡眠,为什么人要睡觉

关于脑电波的基础知识

在我们进一步了解睡眠的机制前,我先介绍一些基础知识。也许以前大家都学过,我们活着的时候大脑会产生脑电波。这些脑电波究竟是什么和如何工作的并不重要,它只是大脑活动的测量方式。

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也许你会认为脑电波要不就是强,要不就是弱。

脑电图仪器通过贴在人头上的一些电极读出脑电波的活动,然后把活动用图表显示出来。这幅图就是脑电波强和弱的不同图示。

睡眠的五个步骤

睡眠有5 个步骤。也就是说,人睡觉的时候并不是一直有同样的感受,尽管你没有意识到这些步骤。读到这里,要记住这点,这样你就可能认识到这个机制在你睡眠中起了多大作用。

当你完全清醒的时候

睡觉之前,你肯定是清醒的。但是在清醒的时候,大脑里究竟发生些什么呢。在警觉系统(Wakefulness System)最强的时刻,大脑发出很强的脑电波,我们称之为“β波”。

当人们醒着,大脑发出β波时,人的意识高度活跃,思维敏锐,并使的人和日常生活合拍。我们可以在另外一本书里了解这个有趣的过程。

第一阶段

不管你了解与否,你一生都要自觉的经历第一阶段。

你能否能想起来一次打瞌睡,做白日梦或者和在课堂上和周公会面?

在类似于这些事情的时候,我们就进入了睡眠的第一阶段(而且待会还会学到为什么)。

在这个阶段,大脑发出比较弱的脑电波,有时是“α波”,有时是另外一种“θ波”。α波也被称为“醒态波”,因为人在发出这种脑电波时仍然是清醒的。

在这个阶段,人的身体放松,呼吸和心率开始变慢,大脑变得放松,思维开始漫游,这种感觉真的不错。

可以把第一个阶段看成是睡眠的入门阶段。

第二阶段

在第二阶段,人的脑波会经历“Sleep spindles”和“K-Complexes”的模式。这两个模式是突然来到的。科学家相信这标志着大脑正在逐渐尝试着关闭它自己。

在这个阶段,人仍然是清醒的。事实上,在睡眠实验中,大多数人在第二阶段被叫醒后会说:“我还醒着呢。”

第三和第四阶段(深度睡眠阶段)

在第三和第四阶段,脑电波处于最低的频率,这时脑波称之为“δ波”。大脑在ε波和δ波的状态来回更替。

在第二个阶段,理论上来说,我们已经“睡着了”。而在三,四阶段,就是“深度睡眠”了。进入深度睡眠后,人的血压,呼吸和心率都达了一天中的最低点。血管开始膨胀,白天存储在器官里的血液开始流向肌肉组织,滋养和修复它们。

第五阶段(快速眼动睡眠Rapid Eye Movement)

第五阶段也许是最有趣的阶段,但是科学家仍然不清楚这个阶段究竟有什么用。第五阶段也被称为“快速眼动阶段”,或简称为“REM”。(Jude:此后,出现REM 的地方不再翻译,效法IBM)。

在20 世纪50 年代,科学家Nathaniel Kleitman 发现:当人在处于这个阶段是,眼睛向各个方向快速的移动,故由此而得名。这个哥们还发现,当人在这个阶段被弄醒后,他们称都正在做梦。因此,这个阶段也被称为“梦境睡眠”。通常认为,人做梦的大多数时候都处于这个阶段。

当人处于REM 时,脑电波发生了什么样的变化呢?

就我们所学到的,似乎可以得出这个结论:脑电波在这个阶段频率更低了。但是,事实相反。脑电波的频率快速升高,和人在醒着的时候活动模式是一样的。这就解释了一个事情:

为何我们在做梦时感到如此真实而分不清到底是在做梦还是真的。当然了,醒了就知道了,而且有时人还往往希望梦里的是真的。

每天晚上人都在做梦,只是并非每个人在醒了以后都能记得。

睡眠周期(Sleep Cycles)

现在,我们学习到了关于睡眠机制的基本知识,可以探索爱丽丝到底是如何漫游梦境了。

那什么是高质量睡眠呢?

首先我们要知道,上面所提到的睡眠的五个阶段在一个睡眠周期内并非只出现一次,而是出现几次。

在一个睡眠周期内,人要经历数个从第一阶段到第五阶段的过程。用文字把这个意思描述清楚比较困难,而我希望你能清楚的理解这个概念。所以呢,我决定把它画出来。我很伟大吧。看下面这个图,我来详细的讲解一下。

这个图到底是什么意思呢?5 个阶段在周期里典型分布是:

1,2,3,4,3,2,REM,2,3,4,3,2,REM,2,3,4,3,2,REM,2,3,4,

3,2,REM,···

一般来说,每个周期要持续60-100 分钟,由个人情况而定。

仔细的看看这个图,有些你可能会注意到一些情况。

第一个深度睡眠阶段的时间是全部深度睡眠阶段里最长的。而且这个阶段越来越短。在夜晚的最后,这个阶段甚至都不存在了。

第一个REM 是全部REM 里最短的,而且它开始变得越来越长。

这样也许你能想到,睡眠是逐渐变得越来越浅的。

也许你还可以认识到,整夜时间分配在每个阶段上的时间是不一样的。这个结论很重要,有助于我们搞清楚“究竟是什么高质量的睡眠”。看下面这个图。

这个图描述了通常情况下人处于各个睡眠阶段的时间。

深度睡眠的重要性

科学已经证明,当缺乏睡眠时,人的身体在白天会受到损害。比如打瞌睡,头痛,反胃,肌肉酸痛,不能集中注意力。

当人不规律的缺乏睡眠时,身体会减少其它阶段的时间而优先给深度睡眠阶段。这就解释了为什么在人睡着的头3,4 个小时里大部分是深度睡眠阶段。

因为人的身体优先要获得深度睡眠,那么这个阶段不太可能被错过了。看看前面那个图表,在睡眠的前期,深度睡眠的时间是最长的。

人的免疫系统在睡眠时会抗击疾病,这也解释了为何当人生病就睡的比平时多。

REM的重要性

研究表明,当人缺乏REM 时,白天会碰到很多问题。比如难以集中注意力,打瞌睡。

但是,由于身体在缺乏睡眠时优先选择的是深度睡眠,我们可以认为REM 对于恢复身体机能不是那么重要。目前还不清楚REM 是有何用,但科学家有个理论。这个理论认为人在REM 回顾白天的所知所见。这解释了婴儿睡眠的50%时间都处于REM。

究竟什么是高质量的睡眠?

或许你已经猜到了。高质量的睡眠就是睡眠程度比较深。也就是说大脑比较容易的进入深度睡眠阶段,并且能处在那个阶段足够久。说起来容易做起来难啊。

那么就有个问题:是什么控制我们睡眠的时间和深浅呢?

人的身体有一个潜在的机制,叫做“生物钟”。但是我不喜欢这个名字,我简称为“睡眠钟”。人的的睡眠钟控制着你如何睡觉,睡的深不深,什么时候睡还有白天醒来感觉如何。

一旦你明白了这个这个系统,你就能控制自己的睡眠和精力水平了。

问题在于,在现在社会,人的睡眠系统已经被外在压力消弱了。这一点,人并没有察觉。

也就是说,我们的睡眠时钟已经不正常了。这就是为什么如此多的人不能睡的很沉,为什么会受到失眠的伤害,为什么白天精力不充沛的原因。人们经常在午夜醒来,而这时人正处于第二阶段或者REM,大脑很活跃,人也很清醒。之所以发生这种情况就是因为我们的睡眠系统受损了。