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第一章2（第2页）

20世纪70年代初，在一次科研会上夸口可在20世纪结束前揭开睡眠奥秘的研究者不得不更正他们的预言。法国里昂克劳德·伯纳德大学的迈克尔·干维特说：“我们过于乐观了。大脑比我们想像的要复杂得多。”

虽然如此，科学家们已经取得了相当大的进展。1953年发现的快速眼球运动REM使科学家意识到，睡眠不等于关闭大脑，而是一个活跃的、有组织的生理过程。50多年后，几乎没有科学家会否认睡眠具有多重要的生物作用。

所有哺乳动物、鸟类、爬行动物都有某种形式的睡眠。虽然它们睡觉的方式千奇百怪：鸟站在枝头就能打盹，而海豚一边游泳一边睡觉，而且一次只有半个大脑进入睡眠状态。更重要的是，经过数千万年的进化，睡眠这一特性被保留下来，虽然它可能干扰其他生存活动的进行。睡觉时无法保护照看孩子，不能赚钱，不能外出打猎，睡觉时还容易遭遇敌人攻击。

同样有意思的是，科学家还发现人和其他动物都会失眠，并且都会通过睡得更久、更沉来还上睡眠“债”。长期被剥夺睡眠可导致严重后果，至于后果究竟是什么还存在争论，因为很难把失眠造成的影响与压力等其他因素的影响区分开来。

研究者们一度认为长期剥夺睡眠可能导致精神疾病。现在他们知道这一推论并不成立，虽然睡眠被多次打断可能使实验对象变得脾气暴躁。同样“失眠可导致死亡”这一观点也缺乏支持证据。但实验室里被剥夺睡眠的老鼠在2—3周内便会死亡，如果它们只被剥夺REM睡眠（快速眼球运动睡眠阶段，此时的大脑活动与惊醒时一样活跃），也会在5—6周内死亡。

睡眠究竟有问奥妙让生命都离不开它?专家们说，人和动物需要睡眠，绝不是因为需要休息这么简单。

赫希特夏苏博士说：“你可以一动不动地躺着，无论躺多久，你还是需要睡眠。”

还有理论认为，睡眠可以保护动物，让它们在猛兽最活跃的夜晚悄悄躲藏起来。然而这一理论无法解释为什么睡眠不足需要补充，为什么长期睡眠被剥夺会导致老鼠死亡。

哈佛大学的睡眠研究专家阿兰·霍布森博士说：“显然睡眠的目的不是让你远离夜晚危险的大街，或让你节省几大卡的热量。”哈佛大学的另一位睡眠专家罗伯特·斯迪克戈尔德和其他一些专家相信，REM睡眠有巩固记忆、帮助学习的作用。

但是这无法解释为什么一些服用有压制REM睡眠作用的抗抑郁剂的人并没有表现出记忆力减退的症状。同样的，一些因大脑受伤无法进入REM睡眠的人也没有出现记忆困难。还有一些动物，比如鸭嘴兽，每天REM睡眠时间长达8个小时，比较REM睡眠时间只有2个小时的人类，它们并没有因而特别聪明或记忆力超强。

目前最有说服力的观点是由加州大学的精神病学和生物行为学教授罗米·西格尔提出的。在REM阶段，正如在清醒时一样，大脑中的神经元非常活跃。只有那些与血清素、去甲肾上腺素、阻胺等传导化学物质共同工作的神经细胞处于休息状态。西格尔博士推测，这一类神经元工作特别繁忙，REM允许它们休息恢复它们的灵敏度；

研究还发现，体型越小的动物睡眠时间越长：马每天只需睡3个小时，雪貂需要睡15个小时。由于动物的新陈代谢速度随体积增加而下降，科学家们因此提出另一个假说：睡眠也许能帮助修复自由基（在新陈代谢过程中释放的化学物质）损坏的细胞。

还有专家相信，REM睡眠在大脑发育中扮演关键角色。新生儿的REM睡眠时间比成年人长。REM睡眠时间越长的动物，出生时越不成熟。

随着睡眠研究的进展，专家说最终的答案可能在大家的预料之中，也可能让所有的人大跌眼镜。

解读睡眠

大多数人觉得睡眠不够，而对某些人来说，有常人睡眠的一半就可以了。海豚有时只用半边大脑睡觉。老鼠如果3个星期不睡觉就会死去，而雄性帝企鹅在整整3个月的孵卵期内可以不睡觉。睡眠在动物界中是一种无所不在的现象——甚至昆虫也睡觉。我们一生有1／3的时间花在睡觉上。可没人知道我们为什么需要睡眠，睡眠又是如何发生的。

我们对于睡眠缺乏认识已经成了很让人尴尬的事。

但我们的无知并非由于我们没有努力研究。对于睡眠的作用，有几十种说法。这些说法可分为4类：休息和复原，逃避捕食者，储存能量以及信息处理。有很多研究人员更乐意承认睡眠有多种作用，这些说法可能都是正确的。但是它们无一得到证实或否定。

为什么睡眠是个如此难解的问题?一个很大的障碍是它的双重性质。我们睡觉时是在两种不同的状态之间切换。第一种称为慢波睡眠，特征是整个大脑中同步发生的长而起伏缓慢的电波活动。另一种则是快速眼部活动睡眠（REM），特征是急剧的大脑活动，跟清醒时的脑电图差不多。它的外部表现也很明显：眼球快速活动，肌肉则处于几近麻痹的状态（据认为这是为了防止你做出梦中的举动）。

REM看来在进化的早期阶段就出现了——爬行动物、鸟类和哺乳动物都有这种睡眠状态。它也是一种非常活跃和兴奋的状态。因此它的作用应该是很大的。任何关于睡眠的像样的学说都不能忽视它的存在。事实上，解释REM一直是睡眠研究的中心。

尽管大批研究人员还在忙于研究REM和梦，近几年新出现的一些关于睡眠功能的理论却把REM推到了后台，并认为非REM状态才是真正的睡眠。这些理论认为，REM只是非REM状态的辅助。这些新观点能否最终破解睡眠这个难题呢?

这些理论中有一个是由斯坦福大学的睡眠研究人员克雷格·赫勒提出的。多年前，他发现在非REM睡眠状态中大脑的电波活动有些异常。在仔细观察脑电图时，他看到了一些短促而细微的活动，好像是向REM状态转换但没有成功。他发现，这些现象的发生越来越频繁，直到大脑最终完全转入REM状态。也就是说，进人REM状态的压力看来是在一段非REM睡眠状态中积聚，直到大脑再也无法抑制它。

赫勒说，这有可能是一个突破性的发现。大多数关于睡眠状态控制的理论都假设有一个外部开关根据预定的时间表（一般90分钟为一个周期）让处于睡眠中的大脑从一个状态切换到另一个状态。这两种睡眠状态都有足够的时间来发挥各自的作用。但是向REM状态一次次不成功的转换表明，这种变化是由另外的机制来控制的。看起来好像是非REM状态产生了进入REM状态的需要——好比清醒状态最终导致了打盹的压力。进一步证实这一理论的是这样一个事实：一段REM状态的时间与前一段非REM状态的时间是成正比的，你处于非REM状态的时间越长，就可能需要越多的REM状态来“恢复”。

根据这种观点，REM状态被降低到了一个次要的地位，只是作为大脑在非REM状态时做了艰难工作之后的恢复阶段。

与此同时，还有一些观点在肯定非REM状态的关键地位的同时，也不完全把REM状态推到次要的地位。加州索尔克研究所计算机神经生物学实验室的特伦斯·谢诺夫斯基提出一个假设，认为非REM状态也具有恢复和休整的作用，它进行与清醒状态时的艰苦活动有关的“建设性项目”——补充蛋白质，加强突触，将感受器嵌入细胞膜等。在此过程中你必须是无意识的，这样才不会有神经活动阻碍它——就像是建筑工人在屋里工作时你需要搬出来一样。当大脑完成了某些建设工作后，它就转入REM状态做一个临时报告。实际上就是大脑在一个限定的环境中激活它的某些清醒系统，以测试工作成果，看看还有什么需要做的。然后它再切换回非REM状态，继续没有完成的建设工作。

这些“非REM规则”理论的妙处在于，它们有助于解释为什么大脑在一夜的睡眠中会经过几个非REM状态和REM状态的切换，以及为什么睡眠总是从非REM状态开始。如果说两种睡眠状态都有各自独立的功能，那就无法解释它们怎么会这样交替进行。但如果是非REM状态决定了REM状态的作用，那么睡眠状态的切换一下子就有意义得多了。

另一些理论家的观点则是，睡眠不仅仅是一个休整和恢复的过程。他们认为，睡眠——特别是REM状态——在大脑处理信息、分类和存储记忆甚至创造性思维中起着重要作用。

认为睡眠在学习和记忆中起着关键作用的观点至少可以追溯到1983年。当时，DNA双螺旋结构的发现者之一詹姆斯·沃森提出，REM状态负责去除不需要的信息和经历。自那以后，这一领域的研究得到了不断开拓，并找到了不少证据，表明REM状态与“程序记忆”（学习如何完成诸如骑自行车、弹钢琴等复杂任务的过程）密切相关。

然而，由于测量发现非REM状态的作用越来越大，而REM状态的作用越来越小，研究人员开始认为非REM状态在信息处理过程中发挥主要作用。这是一大逆转。特伦特大学睡眠实验室负责人、“加强记忆”派睡眠理论的倡导者卡莱尔·史密斯说：“以前REM状态一直被认为是最重要的，而现在慢波睡眠的作用正在不断被提升。”

尤其是，大脑在处于慢波睡眠状态时处理空间记忆——比如，在一座陌生的城市里认路。有一项实验要求志愿者用方向盘在一个虚拟城市中认路，同时用正电发射电脑断层显像技术对他们的大脑进行显像。断层扫描的结果显示大脑中的海马区域活动积极，据以前实验所知，它在空间知识学习中起着关键作用。

然后，受试者入睡，但大脑仍与正电发射电脑断层显像仪相连。在慢波睡眠状态下，他们的海马区域所显示的大脑活动与学习状态下的大脑活动是一样的，而且次日早上他们的认路能力有了很大提高。进行这项测试的比利时列日大学的菲利普·佩尼厄说：“慢波睡眠确实与记忆有关。”

在睡眠过程中学习的观点很吸引人，而且也比较容易为大众所接受。但并不是所有人都认为它是正确的。就有那么一小部分强烈的反对派认为睡眠与记忆没有任何关系。看来，在有更多的证据出现之前，就连最有吸引力的睡眠功能理论也只能算是“未经证实”的推论。