2013年3月21日是第十三个“世界睡眠日”。自电灯发明以来，人类睡眠发生了重大变化，甚至有人认为睡眠是一种“浪费”。然而，睡眠并非简单的休息，而是大脑执行的一项复杂而关键的生理功能。

人工光源改变人类睡眠

睡眠被视为所有动物的本能，但人类为何需要睡眠？北京朝阳医院睡眠呼吸中心主任郭兮恒指出，人类自古日出而作、日落而息，睡眠和觉醒最初是适应昼夜交替的结果。20世纪60年代，德国生理学家将实验者置于无阳光的地下室，发现他们仍按约24小时周期规律作息。进一步研究表明，在没有时间提示的情况下，实验者的睡眠时间每天推迟，出现昼夜逆转，但生活周期不变。这表明睡眠和觉醒受内在生物钟调控，生物钟通过接收外界节律性信号调节内环境，使其与环境协调。脊椎动物大脑中至少有三个生物钟，位于交叉上核和松果体等部位，是与生俱来的。然而，生物钟并非一成不变。电灯出现后，人类睡眠发生巨变。弗吉尼亚理工大学历史学教授罗杰·艾克奇发现，在电灯照明前，祖先的睡眠分为两个阶段：第一段在日落后开始，持续至午夜后，随后清醒约一小时，再进行第二段睡眠。而20世纪20年代后，这种睡眠方式消失，人工光源使夜晚活动增多，生物钟被迫改变。

睡眠本质是一种大脑功能

睡眠的规律虽可由昼夜节律和生物钟解释，但其存在的原因仍需探究。19世纪法国法学家列尔贝德两岁时因脑部受伤失去困意，直至73岁去世，71年未睡，这提示睡眠与大脑密切相关。东北师范大学生命科学学院教授孙晖指出，睡眠满足大脑需求，是脑部生理活动的重要时段，因此睡眠是大脑的一种功能。睡眠不足会导致头昏脑涨、注意力不集中、免疫力下降等，直接影响大脑机能。睡眠伴随大脑进化而出现，使大脑得到充分休息，可视为维持生命的防御技术。脑电图显示，睡眠中大脑并非完全休息。一夜睡眠中会出现5～6次眼球快速运动（REM），频率每分钟60～70次，此时脑电波呈低幅快波，类似清醒状态，大脑进行无意识神经活动，产生梦境，称为“快波睡眠”或“异相睡眠”。与之相反，使身体和大部分脑细胞休眠的睡眠称为“慢波睡眠”或“正相睡眠”，是鸟类和哺乳动物等大脑发达的恒温动物特有的深睡眠。成年人入睡后前三小时为无梦的慢波睡眠，此后快波睡眠约每90分钟交替出现，首次持续约10分钟，临近早晨时可达30分钟，整夜交替4～5次。郭兮恒表示，好的睡眠需慢波睡眠（深睡眠）占30%，有梦睡眠占25%。快波睡眠有助于记忆巩固：白天接收的信息通过睡眠强化，快波睡眠时大脑皮层近乎清醒，且无新信息输入，有利于记忆整理和固定。剥夺动物快波睡眠的实验显示记忆明显减退。

人类可以告别睡眠吗？

睡眠极限研究是科学家热衷的课题。吉尼斯纪录最长不眠时间为19天（英国女性），而研究人员公认的纪录是1964年17岁高中生创造的11天。郭兮恒认为，未来不可能有药物完全取代睡眠。安非他命或咖啡因只能暂时保持清醒，但无法替代睡眠功能。若大脑持续运转而得不到休息，会导致生理机能下降、精神错乱甚至昏迷。在自然界发生巨变导致动物重新进化前，睡眠不会消失。睡眠存在个体差异，必要睡眠时间并非都是7～8小时，且与体力好坏无直接关系，主要由基因决定。美国学者哈鲁特曼曾研究睡眠时间与性格的关系：睡眠时间长者浅睡眠比例大，睡眠时间短者深睡眠时间长；睡眠少者相对乐观，睡眠多者易杞人忧天。后续研究也表明，睡眠时间短者多为乐天派、外向型，睡眠时间长者则谨慎、内向。郭兮恒认为，这并非严谨科学定论，但临床研究发现，内向、不善交流、对自己要求高者易失眠，睡眠质量差，可能需求更多睡眠；而外向、善于交流者睡眠更好，需求可能较低。

（本文原载于《中国科学报》2013-03-22 第9版 探索周刊）