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打哈欠是睡眠不足的第一个明显信号。如果连续18小时不入睡，人类的反应时间将从0.25秒延长至0.5秒，并持续恶化。普通人会开始经历阵发性昏睡，持续2到20秒，之后可能需要重新阅读刚才的内容。眼皮越来越重，到20小时时，会开始打盹。研究表明，此时正常人的反应速度相当于血液酒精浓度0.08%的状态——若驾车，在许多国家将面临拘留。此外，还会出现记忆失误，例如忘记检查姓名拼写或停车时未拉手刹。

在动物界，睡眠与食物、水和性交同等重要，从果蝇到人类皆如此。然而，科学家尚未完全理解睡眠的确切目的。是为了让身体恢复吗？不完全。肌肉并不需要睡眠，只需间歇性放松。是为了保持头脑清醒吗？接近了。良好的睡眠使大脑受益，但具体机制尚无统一意见。

一种理论认为，睡眠有助于大脑保存清醒时接收的信息；另一种观点认为睡眠是为了恢复能量；还有观点认为睡眠通过神秘形式帮助掌握技能。那么，睡眠的本质究竟是什么？

20世纪90年代中期，两件事将研究重点引回睡眠的实质目的。1994年，以色列魏茨曼科学院的科学家提出应关注记忆错误处理问题，同时窥视睡眠状态下大脑的技术大幅提升。

魏茨曼科学院的科学家发现，快速眼动睡眠量直接关系到识别固定图案的能力。这种技术称为程序记忆，需要重复操作和实践。而记忆事实（如美国总统名字）是陈述性记忆，与快速眼动睡眠无关。哈佛大学医学院神经学专家罗博特·斯蒂克高德说：“关于记忆，我们的理解总是很天真。”

意外的发现

某次，科学家明确了记忆研究方向。过去几年，斯蒂克高德与同事马修·沃克在波士顿贝思医学中心研究睡眠对运动技巧程序记忆的影响。他们让右利手受训者用左手尽可能快地打一串数字。结果发现，无论实验在一天中何时进行，受训者的精确度在6分钟后提高60%-70%。若早晨受训，12小时后重新测试，精确度无显著提高。但若晚间受训，起床后测试，速度提高15%-20%，精确度提高30%-40%。

令专家吃惊的是，提高最大的受训者花费最多时间在非快速眼动睡眠上。其他视觉或知觉能力训练则要求较深睡眠或同时拥有慢波睡眠和快速眼动睡眠。有时，仅合眼一小时也有显著差异；而其他时候，整晚良好睡眠至关重要。

隐藏的窍门

睡眠与其他感知技能的关系仍在探索中。德国卢比克大学的Jan Born及其同事公布研究，表明为何睡眠常带来更好结果。他们让106名受训者用简单但枯燥的数学等式将一串数字转换为另一串。受训者不知其中隐藏的计算诀窍可缩短反应时间。夜间良好睡眠将参与者发现诀窍的几率从23%提高到59%。睡眠至关重要。

睡眠的过程

目前缺乏统一理论解释为何睡眠，科学家便集中于阐述睡眠是什么，并处理干扰睡眠的情况，如焦虑、不宁腿综合征和睡眠呼吸暂停。多数哺乳动物（海豚和鲸可能除外）的睡眠清晰划分为两个阶段：快速眼动睡眠（浅睡）和非快速眼动睡眠（深睡）。人类通常在90分钟内完成从快速眼动到非快速眼动的过渡，但实际在快速眼动睡眠中花费的时间更长。

通过脑电图观察快速眼动睡眠，仪器显示大量大脑活动。若在此期间唤醒睡眠者，他们会报告刚刚做梦。非快速眼动睡眠中的梦不超过一两幅简单画面。不理会关于梦的神话，试图寻找梦境隐含意义的科学家进展不容乐观。目前最普遍的观点是，梦境不过是重复一小部分先前发生的事。

脑电图将非快速眼动睡眠由浅至深划分为4个部分。第3、4部分表现为明显的低频率脑电波，称为慢波睡眠。人类在夜晚头三个小时花在慢波睡眠的时间远大于起床前一小时。小孩最容易进入慢波睡眠，因此从车里抱到床上时总是睡得很好。成年人慢波睡眠较少，或许因为半夜醒来次数多。

慢波睡眠

良好仪器帮助研究者进一步了解慢波睡眠的作用。在《自然》杂志发表的文章中，威斯康星州立大学神经病理学家及精神病学家托诺尼表示，大脑中在清醒时需要忙碌学习新技能的部分需要更长时间的慢波睡眠，才能表现更好。

托诺尼的实验室有11名志愿者，要求他们用鼠标在电脑屏幕上点击目标。但志愿者不知研究人员通过改变鼠标光标形式加大了操作难度，需修正鼠标才能成功点击。志愿者分为两组，一组在练习与测试间有充分睡眠，另一组不睡觉。睡觉的一组大脑电波强度远大于另一组，第二天表现也出色很多。

这意味什么？托诺尼推测慢波睡眠削弱了所有神经之间的联系。听起来有悖常理，但这是一种自我保存。“大脑消耗整个身体20%的能量，”托诺尼解释道。大多数能量用于神经元连接，学习越多则拥有越多神经键。“因此，如果神经键非常强大，运转大脑将消耗更多能量，或许是另一个20%。”然而几天后，新神经键需要更多能量，身体可能无法给予。因此一些神经连接会变弱——这被猜测发生在慢波睡眠中。这种解释仍是假设，但托诺尼认为已有证据。“在慢波行为中，所有神经细胞活跃半秒钟再沉寂半秒钟。”他说，或许睡眠只是重复修剪并加固神经细胞之间的连接，以确保在学习新东西的同时不忘掉以前学过的。当然，还无法解释为何发生在不知觉的情况下，或许只是因为睡觉时更容易操作。