你是不是也一到午夜就無(wú)比精神？

甚至覺(jué)得如果有熬夜大賽，自己一定能得雙料大滿(mǎn)貫？

羨慕大家的“少年不知睡覺(jué)香”！

而有的人就不一樣了，為了能好好睡一覺(jué)，住進(jìn)了上海市精神衛(wèi)生中心......

不論你是常常熬夜，還是對(duì)睡眠求而不得，你知道睡覺(jué)和行為有著什么樣的關(guān)系嗎？人在極度缺少睡眠的情況下會(huì)怎樣嗎？

曾經(jīng)，各路科學(xué)家為搞清大腦-睡眠-節(jié)律的相關(guān)機(jī)制，做了一系列的研究和實(shí)驗(yàn)，其中就有腦電波實(shí)驗(yàn)、地堡生物鐘實(shí)驗(yàn)、睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)。

這里不得不提起一段恐怖的視頻，即所謂的“蘇聯(lián)睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)”。

傳聞二戰(zhàn)時(shí)期，蘇聯(lián)為研究某種能使人保持清醒的氣體展開(kāi)“睡眠實(shí)驗(yàn)”。在此期間，5名犯人被關(guān)在食物充足的房間內(nèi)，并向此房間內(nèi)釋放這種能使人保持清醒的氣體。

中途，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)由于受試者情況糟糕而叫停，軍方解救人員解救受試者時(shí)，受試者已經(jīng)變成了沒(méi)有神志的吃人怪物......（瑟瑟發(fā)抖）

事實(shí)上這個(gè)恐怖的睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被證實(shí)是假的。

謠傳的第一張照片：受試者進(jìn)入房間前的合照。其實(shí)是紀(jì)念一戰(zhàn)期間第一次使用防毒面具的照片

那么，目前為止，有沒(méi)有就睡眠展開(kāi)的成功實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

答案當(dāng)然是：有。

01腦電波研究實(shí)驗(yàn)

要探究睡眠活動(dòng)，有個(gè)繞不開(kāi)的研究，那就是腦電波。

1924年，德國(guó)的精神學(xué)教授漢斯?貝格爾（Hans Berger）首次對(duì)人類(lèi)的腦電活動(dòng)進(jìn)行了測(cè)量和描述。

圖片來(lái)源Study.com

貝格爾將2根針狀的電極從頭外傷患者的顱骨缺損處直接插入大腦皮層處，記錄出了有規(guī)則的電活動(dòng)。

圖片來(lái)源Study.com

貝格爾還發(fā)現(xiàn)即使不把電極插入腦內(nèi)，而是放置在頭皮上，電極也能記錄這種電活動(dòng)。

他把正常人在安靜閉目時(shí)主要出現(xiàn)在枕頂部的10Hz、振幅 50μV左右的規(guī)整波命名為α波。當(dāng)受試者睜開(kāi)眼睛注視物體時(shí)，α波消失，出現(xiàn)18-20Hz、20-30μV的波，命名為β波[1]。

貝格爾把上述的腦電活動(dòng)記錄下來(lái)，稱(chēng)為腦電圖。有了腦電圖，研究睡眠現(xiàn)象就多了一個(gè)考察指標(biāo)。

貝格爾描述的腦電圖，圖片來(lái)源見(jiàn)水印

02快速動(dòng)眼睡眠實(shí)驗(yàn)

1951年，尤金·阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）在8歲兒子的協(xié)助下進(jìn)行腦電波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。

長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的監(jiān)測(cè)后，腦電圖機(jī)上的記錄突然開(kāi)始了不規(guī)則移動(dòng)，也就是說(shuō)孩子的大腦和眼部肌肉正處于興奮狀態(tài)，而事實(shí)上，孩子正處于熟睡狀態(tài)。

這種情況在晚間睡眠中多次發(fā)生。他將這種奇怪的現(xiàn)象稱(chēng)為“快速眼球運(yùn)動(dòng)（REM，Rapid eye movement）”。

隨后，阿瑟林斯基招募了20名正常的成年人到實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)這些志愿者進(jìn)入睡眠并出現(xiàn)快速眼球運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，將他們喚醒并詢(xún)問(wèn)他們，發(fā)現(xiàn)大部分志愿者此時(shí)正在做夢(mèng)。1953年，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)正式發(fā)表。

圖片來(lái)源Science

此后，威廉·迪蒙特（William C. Dement）和納撒尼爾·克萊特曼（Nathaniel Kleitman）將睡眠分為非快速眼動(dòng)睡眠（NREM，Non-rapid eye movement sleep）的四個(gè)階段和快速眼動(dòng)睡眠。這揭開(kāi)了睡眠研究的新篇章。

03地堡實(shí)驗(yàn)——研究生物鐘

正是腦電波和快速動(dòng)眼睡眠的發(fā)現(xiàn)為研究生物節(jié)律提供了研究基礎(chǔ)，根據(jù)腦電波的變化，人們能輕易判斷出受試者究竟是在清醒狀態(tài)還是睡眠狀態(tài)。

在此基礎(chǔ)上，著名的睡眠研究員克萊特曼和他的學(xué)生在地下花費(fèi)了1個(gè)月的時(shí)間來(lái)探索人體自然節(jié)律，這就是著名的地堡實(shí)驗(yàn)。

圖片來(lái)源The Scientist

該實(shí)驗(yàn)1938年6月4日開(kāi)始，至同年7月6日結(jié)束，共歷時(shí)一個(gè)月。

克萊特曼和他的學(xué)生理查德為研究人體適應(yīng)非24小時(shí)的循環(huán)能力，在肯塔基州找到了一個(gè)遠(yuǎn)古猛犸洞穴，該洞穴位于地下140英尺的地方，沒(méi)有自然光照，溫度維持在寒冷的54華氏度左右，因而無(wú)法為研究者提供晝夜變化的光照和溫度線(xiàn)索。

研究者使用燈籠調(diào)節(jié)光線(xiàn)，并制定了睡覺(jué)9小時(shí)、工作10小時(shí)然后再休息10小時(shí)的28小時(shí)循環(huán)方案。這期間兩位實(shí)驗(yàn)者睡眠時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，并相互檢測(cè)體溫，清醒時(shí)2小時(shí)檢測(cè)一次，睡眠時(shí)4小時(shí)檢測(cè)一次。

圖片來(lái)源The Scientist，左克萊特曼，右理查德

試驗(yàn)期間，學(xué)生理查德僅僅用了大約一周時(shí)間就已經(jīng)適應(yīng)了28小時(shí)的作息規(guī)律，而克萊特曼則極難適應(yīng)28小時(shí)的作息安排，更傾向于24小時(shí)的作息規(guī)律。在他體內(nèi)似乎有一個(gè)不受外界環(huán)境干擾的生物鐘在獨(dú)立運(yùn)行。且該研究發(fā)現(xiàn)人體體溫睡眠時(shí)開(kāi)始有所下降，清醒后又有所上升。

1962年，法國(guó)地質(zhì)學(xué)家米歇爾·希夫（Michel Siffre）深入洞穴中進(jìn)行勘察。在勘察時(shí)，他未帶手表，以睡眠時(shí)間來(lái)推算他勘察的時(shí)間。離開(kāi)時(shí)，他的記錄本上共有36天的記錄，因而當(dāng)時(shí)的時(shí)間應(yīng)該是8月20日，而真實(shí)的日期已經(jīng)到了9月14日了。

為什么真實(shí)的時(shí)間比他記錄的時(shí)間長(zhǎng)呢？人的工作-睡眠周期難道不是24小時(shí)嗎？

圖片來(lái)源Cabinet

為了解決這個(gè)問(wèn)題，希夫在美國(guó)德克薩斯州的一個(gè)洞穴中開(kāi)始了他的第二次實(shí)驗(yàn)。這次，他最終在洞穴中度過(guò)了205天。

隔離期間，隨著時(shí)間的推移，他的作息開(kāi)始混亂，一覺(jué)睡15個(gè)小時(shí)，或者48小時(shí)的一天和平時(shí)普通的一天沒(méi)什么兩樣。無(wú)聊的洞穴生活讓他非常崩潰，而混亂的作息無(wú)形中加重了他的崩潰。

在沒(méi)有其他因素干擾的情況下，原有的作息規(guī)律可能會(huì)被打破。

圖片來(lái)源Cabinet

正常情況下，人類(lèi)長(zhǎng)期的自然生活所形成的睡眠-覺(jué)醒這一作息規(guī)律很難被更改。但這一規(guī)律也不是完全精準(zhǔn)可靠的，在外界條件改變、人為干預(yù)的情況下這一周期的規(guī)律性可能會(huì)被打破。

那么，人可以長(zhǎng)期不睡覺(jué)，將全部精力用來(lái)工作嗎？最長(zhǎng)可以連續(xù)多久不睡覺(jué)呢？

04睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)

為了探究這些與睡眠有關(guān)的問(wèn)題，研究者以某些動(dòng)物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)。

目前最常用的幾種睡眠剝奪試驗(yàn)方法有：平臺(tái)睡眠剝奪技術(shù)、強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)睡眠剝奪法、輕柔刺激法、藥物睡眠剝奪法和剝奪桿睡眠剝奪法。

圖中使用的是平臺(tái)睡眠剝奪技術(shù)，小鼠位于被水包圍的平臺(tái)，一旦入睡就會(huì)落水驚醒。

圖片來(lái)源 Wikipedia

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，睡眠剝奪會(huì)影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理功能和行為。

大鼠在完全睡眠剝奪后飲食、能量消耗量增加，代謝加快，體重下降；最后疲憊不堪、皮毛蓬亂、沒(méi)有光澤，抵抗病原體的能力下降。

睡眠剝奪96小時(shí)后，大鼠表現(xiàn)為興奮性提高，警覺(jué)性、探究行為和攻擊性增強(qiáng)。

睡眠剝奪7天后大鼠警覺(jué)性、辨別力和防御能力下降。

除此以外，睡眠剝奪會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物學(xué)習(xí)和記憶能力下降。長(zhǎng)期的睡眠剝奪會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物死亡。

當(dāng)然，也有人以自己為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行了睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)。

1964年，17歲的高中生蘭迪·加德納（Randy Gardner）睡眠剝奪長(zhǎng)達(dá)264個(gè)小時(shí)（11天），打破了之前的世界睡眠剝奪的記錄。

這一實(shí)驗(yàn)對(duì)加德納產(chǎn)生了負(fù)面影響，實(shí)驗(yàn)中，他變得喜怒無(wú)常、注意力和記憶力出現(xiàn)問(wèn)題，出現(xiàn)幻覺(jué)并表現(xiàn)出偏執(zhí)。

加德納在實(shí)驗(yàn)中，圖片來(lái)源World-of-lucid-dreaming

1977年，美國(guó)的Maureen Weston保持清醒449個(gè)小時(shí)，長(zhǎng)達(dá)18.7天。在此過(guò)程中，他出現(xiàn)了情緒失控、焦慮，記憶障礙，出現(xiàn)幻覺(jué)等問(wèn)題。

長(zhǎng)期的睡眠剝奪會(huì)對(duì)人體造成巨大的負(fù)面影響，或許正是出于這個(gè)考慮，世界紀(jì)錄認(rèn)證機(jī)構(gòu)決定對(duì)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)不再進(jìn)行報(bào)道和記錄。

講了這么多，有關(guān)睡眠的實(shí)驗(yàn)?zāi)懔私饬藛幔?/p>

睡眠剝奪這么可怕，小伙伴們，要遵循人體的睡眠和生物鐘規(guī)律，珍惜睡眠時(shí)間，保障睡眠質(zhì)量哦。

[1] 魯在清. 腦電圖的發(fā)現(xiàn)及發(fā)展簡(jiǎn)史[J]. 現(xiàn)代電生理學(xué)雜志, 2012, 19(2): 113-113.[2] Joshua Foer, Michel Siffre. Caveman: An Interview with Michel Siffre. Cabinet (2008) Issue 30: The Underground Summer.[3] 幾種常見(jiàn)的睡眠剝奪試驗(yàn)方法及優(yōu)劣比較. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息網(wǎng)[4] Rebecca Turner. How Long Can You Survive Without Sleep? World-of-lucid-dreaming[5] 都市傳說(shuō)：聊一聊關(guān)于“俄羅斯睡眠實(shí)驗(yàn)”那些事. 獵奇癥侯群
END

審核專(zhuān)家：朱廣思，北京科普作協(xié)會(huì)員

蝌蚪五線(xiàn)譜原創(chuàng)文章/轉(zhuǎn)載注明來(lái)源


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