人为什么需要睡觉?有哪些生物是从不睡觉的?
估计很多人有过一个不大不小的期待。
好希望有一天自己能不睡觉,那么至少多出8个小时做想做的事情,比如刷剧,啊不对,刷题。
对人而言,一生有三分之一,甚至一半的时间都投入睡觉中,不过科学家一直受困于睡眠之谜。

事实上,这个问题讨论挺多的,可以从几个方面来观察。
第一,人不睡觉真的不行
回答人为什么需要睡觉,先看看人不睡觉行不行。
科学家曾经做过各类实验来研究,当人的睡眠被剥夺,时间不用太长,84个小时足矣。结果发现,那些84个小时不睡觉的受试者,出现诸多表现。他们几乎无法做事,同时思维变得很慢,整个人比较听话。
同时,还有一些天才有自己的睡觉模式,比如达芬奇。著名的达芬奇睡眠法,就是间隔睡眠。这种方法真的因人而异,而且大多数人都不行,因为实验表明,这会造成睡眠不足,从而精神状态比较糟糕。

第二,睡眠呈现多态性
扩展到整个自然界,睡眠的定义很复杂,不能从时间来定义。因为不同的物种,时长差距还比较大。另外睡眠的姿态也千奇百怪,有的是通常意义上的“睡眠”,有的生物就是“打盹”,还有的是左右脑轮流休息,另外某些生物存在对外界刺激反应降低的安静阶段,这种算不算“睡眠”,尚未可知。

第三,研究睡眠=研究大脑?
虽然睡眠多种多样,但是研究者还是努力找到一些共通点,其中比较明显的标志就是,大脑有没有发生变化?
一提到大脑,当然就要进入神经科学。
那么,科学家做的第一件事情就是:划分睡眠阶段。
一个正常的睡眠周期分为两个时相:非快速眼动睡眠期和快速眼动睡眠期。
两个时期交替出现,持续90分钟。
那么,有人会好奇,一个晚上会有几个睡眠周期?答案是5-6个。
当然,科学家通常也会研究脑电波,他们发现不同阶段会有不同的脑部电活动。

第四,关于睡眠的学说
关于睡眠的成因,通常有两个学说。
睡眠可以巩固记忆,因此诞生“巩固记忆说”。
首先,科学家进行了一系列睡眠剥夺实验,从而发现睡眠会影响长期记忆的巩固。
这一点在日常生活中就有体现,特别对于考生,如果在学习和复习间睡上一觉,效果会好上不少(当然这不是为懒惰找借口!)。
更直接的证据在大鼠身上,当大鼠探索周围时,它的海马细胞会进行一系列电活动,而在睡眠时会回放,并且这个重现过程对于后来的探索有帮助作用。
另一种学说:突触稳态说。
突触是神经元间的连接结构,当新记忆形成时,突触连接会加强,试想如果不睡觉,这种效应会不断增强,持续下去也就没有新的空间来形成记忆,因此睡眠可以帮助减弱不必要的突触连接,平衡空间和能量,从而实现大脑的可持续发展。

第五,睡眠提升免疫力
关于睡眠的作用,比较浅显的理论是养精蓄锐,当然复杂的情况有很多,这里展现其中一个研究成果。
曾经有人做过一个实验。
T细胞是人体免疫反应中至关重要的因子,因为它能够识别并杀死入侵者,一旦识别出感染病毒的细胞后,它们就可以激活粘性蛋白质——整合素,从而将感染细胞杀死。
研究人员用10名健康志愿者的T细胞进行对比。
志愿者参加两次试验,第一次是晚上11点到第二天早上7点保持睡眠状态,第二次要在相同的时段保持清醒。
结果发现,来自完整睡眠的受试者的T细胞表现出更高的整合素活跃度。
针对这个现象,研究者表示,由于白天承受一定的压力,体内肾上腺素水平升高,从而阻碍免疫活动的特定信号分子也随之增多,减缓了免疫系统的工作效率,而进入睡眠状态,免疫力得以提升。
当然,围绕睡眠的研究还有很多,事实上只要扯上大脑和神经系统,就知道这件事情绝对不简单。
关于睡眠的理论还在持续发展中,想要研究清楚其中的作用机制,可真不是“睡一觉就能解决的事情”,但愿这不是一个“白日梦”!

第六,短睡眠是一种超能力?
另外关于哪些生物从不睡觉,目前科学家还没有找到一种真正不睡觉的动物,但有一些动物无限接近这种可能性,这类动物被称作“短睡眠者”。
这里讲一下果蝇的睡眠习惯。
实验数据表明,6%的雌果蝇每天睡眠时间不足72分钟,而其余果蝇的平均睡眠时间为300分钟,其中最牛的一只雌果蝇甚至平均每天只睡4分钟!
接下来,研究人员进行了一个经典的“睡眠剥夺实验”。
关于这个实验,可以追溯到19世纪90年代。
当时,俄国的女医生进行了一个实验,有些残忍,胆小者误入。
她让幼犬一直醒着,然后被剥夺睡眠的几天后就死了。
这个实验在啮齿动物和蟑螂等其它动物中都进行过,同样出现致命的结果。
现在,研究人员把这个实验放到果蝇身上。
他们剥夺了这些果蝇96%的睡眠时间,可结果出乎意料,这些果蝇并没有像俄国幼犬那样过早死亡,事实上这些几乎不睡觉的果蝇的寿命与正常睡眠的果蝇一样长。
那么未来会不会找到根本不睡觉的动物吗?
套用一种广告语,一切皆有可能。
不过更有可能的是,就算是超级短睡者,也需要最低限度的睡眠。
参考文献
[1] Siegel JM. Sleep viewed as a state of adaptive inactivity. Nat Rev Neurosci. 2009 Oct;10(10):747-53.
[2].动物不睡觉能存活吗?[J].养猪,2019(02):76.
[3].动物睡眠习惯的启示[J].北方牧业,2017(21):31.
[4]李敬. 海洋哺乳动物睡眠进化的遗传机制:基于睡眠相关基因的进化分析[A]. 中国生态学学会动物生态专业委员会、中国动物学会兽类学分会、中国野生动物保护协会科技委员会、国际动物学会、四川省动物学会.第十三届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会暨第六届中国西部动物学学术研讨会论文摘要集[C].中国生态学学会动物生态专业委员会、中国动物学会兽类学分会、中国野生动物保护协会科技委员会、国际动物学会、四川省动物学会:四川省动物学会,2017:1.
[5]曲卫敏. 动物睡眠觉醒评价平台:从基础研究到新药创制[A]. 中国睡眠研究会.中国睡眠研究会第八届学术年会暨20周年庆典论文汇编[C].中国睡眠研究会:中国睡眠研究会,2014:1.
[6]Zada D,Bronshtein I,Lerer-Goldshtein T,Garini Y,Appelbaum L. Sleep increases chromosome dynamics to enable reduction of accumulating DNA damage in single neurons.[J]. Nature communications,2019,10(1).