對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，睡眠就是人生的必須品，大多數(shù)人一生的睡眠時(shí)間超過(guò)生命的1/3。 


圖源：Wikipedia 

　　如果失去一宿的睡眠，第二天也許只是渾渾噩噩的，感覺(jué)渾身乏力，如果失去好幾天的睡眠，認(rèn)知功能下降。人類(lèi)最長(zhǎng)的不睡覺(jué)時(shí)間是264小時(shí)，是由一個(gè)17歲的美國(guó)高中生創(chuàng)造的，至今無(wú)人打破。毋庸置疑，睡眠對(duì)人而言是非常重要的，你根本無(wú)法想象失去睡眠，整個(gè)人還能怎么活下去。因此，人們之前也一直認(rèn)為動(dòng)物是離不開(kāi)睡眠的，那么真的是這樣嗎？ 

　　在這個(gè)神奇的地球上，哪怕是睡眠再少的動(dòng)物，一天下來(lái)也得睡上一小會(huì)兒。皮糙肉厚的大象，一天得睡3~4個(gè)小時(shí)，會(huì)反芻的長(zhǎng)頸鹿也要睡上2個(gè)小時(shí)。 


圖源：pixabay 

　　  

　　科學(xué)家曾經(jīng)對(duì)軍艦鳥(niǎo)（Fregata minor）做過(guò)研究，在軍艦鳥(niǎo)飛行10天的過(guò)程中對(duì)其腦電圖進(jìn)行記錄，發(fā)現(xiàn)軍艦鳥(niǎo)可以只用半腦進(jìn)行工作，半腦來(lái)休息，而且出乎意料的是，軍艦鳥(niǎo)每天只睡了一個(gè)小時(shí)。 


頭上戴了記錄儀器的軍艦鳥(niǎo)記下了相關(guān)的腦電圖 圖源： Evidence that birds sleep in mid-flight 

　　  

　　利用睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)研究睡眠 

　　1.什么是睡眠剝奪實(shí)驗(yàn) 

　　雖然自然界中沒(méi)有完全不睡覺(jué)的動(dòng)物，但人類(lèi)可以通過(guò)剝奪睡眠研究睡眠的重要性。現(xiàn)代社會(huì)不可能長(zhǎng)期對(duì)人類(lèi)做睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)，畢竟這樣太不人性（剝奪睡眠進(jìn)行刑事逼供），前面介紹的實(shí)驗(yàn)也是觀察得差不多了就結(jié)束實(shí)驗(yàn)了，一般來(lái)說(shuō)完全睡眠剝奪都是動(dòng)物試驗(yàn)。從1896年Patrick等首次研究睡眠剝奪（Sleep Deprivation, SD）對(duì)人體的影響以來(lái)，睡眠剝奪在軍事、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域受到很大關(guān)注。 

　　那么要如何剝奪睡眠呢？主要有以下幾種方式： 

　　平臺(tái)睡眠剝奪技術(shù)：把動(dòng)物（比如小鼠）丟到水里，因?yàn)樾∈蠛ε滤覠o(wú)法在水里休息，就剝奪了睡眠。 

　　強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)睡眠剝奪法：顧名思義，通過(guò)動(dòng)力裝置迫使小鼠不停地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)監(jiān)控腦電。 

　　輕柔刺激法：這也是最簡(jiǎn)單的刺激方法，如果看到小鼠要睡覺(jué)了，就輕輕拍拍籠子把它弄醒，因?yàn)檠芯咳藛T不可能長(zhǎng)時(shí)間地盯著籠子看，所以只適合短時(shí)間的睡眠剝奪。 

　　其他的還有藥物睡眠剝奪法和剝奪桿睡眠剝奪法，在這里就不多做描述了，感興趣的可以去搜索一下。 

　　2.不睡覺(jué)到底會(huì)不會(huì)死？ 

　　對(duì)動(dòng)物進(jìn)行睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)在過(guò)去是有的，但結(jié)果并不是很完美。比如在剝奪大鼠睡眠的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)大鼠被剝奪睡眠后，相對(duì)于可以睡覺(jué)的大鼠死得比較早。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是符合大家的常識(shí)和預(yù)期的。 

大鼠 圖源：Wikipedia 

　　但導(dǎo)致其死亡的根本原因是不確定的，因?yàn)樵谶@項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，主要是通過(guò)驚嚇的方式剝奪睡眠，被剝奪了睡眠的大鼠由于精神壓力過(guò)大，出現(xiàn)了嚴(yán)重的全身適應(yīng)綜合征(GAS)，綜合癥伴隨著各種痛苦的癥狀，也就是致死的可能性可能死來(lái)自保持清醒的精神壓力，而不是單純的睡眠不足，因此很難得到致死的原因是否和睡眠不足有直接關(guān)聯(lián)。 

　　以往的實(shí)驗(yàn)并不是不科學(xué)，只是實(shí)驗(yàn)做得還不夠完美，導(dǎo)致了結(jié)論也不是確定的。要完善剝奪睡眠的實(shí)驗(yàn)，就得消除精神壓力的因素，變成單因素實(shí)驗(yàn)，純粹靠失去睡眠這一條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 

　　而倫敦帝國(guó)學(xué)院的生物學(xué)家Giorgio Gilestro和他的研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器，把果蠅關(guān)在一個(gè)管子里，基于人工學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)視頻目標(biāo)跟蹤技術(shù)，對(duì)果蠅進(jìn)行高通量分析，一旦一只果蠅不出現(xiàn)活動(dòng)超過(guò)20s，儀器就會(huì)輕微地旋動(dòng)果蠅所在的管子，把溫柔地它叫醒。 

　　通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)方式可以觀測(cè)到果蠅輕微的一舉一動(dòng)，哪怕只是微微地用腳彈動(dòng)了一下，也會(huì)被視為清醒狀態(tài)，減小誤判，再剛想進(jìn)入睡眠的時(shí)候就溫柔地把果蠅叫醒，這樣就可以消除驚嚇帶來(lái)的壓力。 


實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，失去睡眠基本對(duì)于果蠅來(lái)說(shuō)基本不致命 圖源：Science 

　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，睡眠不足的雄性果蠅壽命和正常果蠅一樣長(zhǎng)，而睡眠不足的雌性果蠅壽命也雖然比正常果蠅短，但平均只有三天，平常生活也是該吃吃，該喝喝，該交配交配。要知道，三天對(duì)于果蠅來(lái)說(shuō)，也就是一生壽命（40~50天）的6%~8%左右。 

　　3.睡眠剝奪對(duì)于認(rèn)知功能的損害 

　　不過(guò)，睡眠剝奪對(duì)認(rèn)知功能的損害是很明顯的，并且呈階梯性下降，而不同的認(rèn)知功能下降的水平不同。所以，根據(jù)睡眠剝奪對(duì)認(rèn)知功能的影響程度，將完全睡眠剝奪分為以下幾個(gè)階段： 

　　睡眠剝奪24小時(shí)，在日常生活中最為常見(jiàn)，對(duì)認(rèn)知功能帶來(lái)部分影響；睡眠剝奪24到48小時(shí)，認(rèn)知功能出現(xiàn)第一次低谷，以及隨后的平臺(tái)期，認(rèn)知功能平均下降約20-30%；睡眠剝奪48到72小時(shí)，認(rèn)知功能出現(xiàn)第二次低谷及隨后的平臺(tái)期，認(rèn)知功能下降約40-50%；睡眠剝奪多于72小時(shí)，日常生活中較為少見(jiàn)，認(rèn)知功能損害嚴(yán)重。 


睡眠不足對(duì)健康的影響 圖源：Wikipedia 

　　由此可見(jiàn)，睡眠確實(shí)對(duì)人來(lái)說(shuō)非常重要，睡眠剝奪會(huì)造成認(rèn)知功能下降，這是可以肯定的，但完全剝奪睡眠會(huì)不會(huì)致死并沒(méi)有定論。 

　　睡眠剝奪的研究有什么意義？ 

　　你也許會(huì)問(wèn)，為什么要做這樣的實(shí)驗(yàn)啊，有什么意義么？畢竟睡眠剝奪都是一種刑訊工具。首先，在快節(jié)奏的現(xiàn)代生活中，失眠、熬夜都已成為常見(jiàn)的現(xiàn)象，而我們要對(duì)抗它，就要先了解它。其次呢，臨床上已經(jīng)廣泛采用睡眠剝奪的方法來(lái)誘發(fā)癲癇的腦波異常放電以診斷疾病，并作為一種醫(yī)療手段治療抑郁癥等精神疾患。對(duì)于大腦認(rèn)知研究來(lái)說(shuō)，睡眠剝奪是研究睡眠對(duì)認(rèn)知作用機(jī)制的重要途徑。最重要的意義莫過(guò)于，挑戰(zhàn)了目前對(duì)于睡眠重要性的認(rèn)知：動(dòng)物不會(huì)因睡眠不足而死亡。不過(guò)，這一結(jié)果是一個(gè)單因素實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)變量控制得很好，只是一個(gè)“實(shí)驗(yàn)”結(jié)果，而非“現(xiàn)實(shí)”的后果。 

　　什么意思呢？就是果蠅它在實(shí)驗(yàn)室里只是單純失去了睡眠，但其他都是照樣吃吃喝喝，沒(méi)什么生存壓力，而且實(shí)驗(yàn)環(huán)境給果蠅提供了一個(gè)較安全的生存環(huán)境，不用想其他太多的事情，換句話說(shuō)，如果把果蠅丟到野外，讓它們?cè)陔U(xiǎn)惡的大自然里失去睡眠，也許就會(huì)因?yàn)槔Ь氩换钅敲撮L(zhǎng)的時(shí)間了。 

　　        

　　充足的睡眠很重要 

　　哪怕睡眠對(duì)于生命的延續(xù)不是不可或缺的，但它在現(xiàn)實(shí)生活中還是必不可少的。畢竟我們可不是活在實(shí)驗(yàn)室的培育箱里，我們要活下去得靠睡眠獲取足夠的精力，以此來(lái)完成各種學(xué)習(xí)和工作，賺到錢(qián)才能生存下去，而且你也不是一只軍艦鳥(niǎo)，也不是果蠅。所以咱們?nèi)祟?lèi)還是老老實(shí)實(shí)每天睡上8個(gè)小時(shí)吧。 

　　  

　　參考文獻(xiàn)： 

　　Rechtschaffen A, Gilliland M A, Bergmann B M, et al. Physiological correlates of prolonged sleep deprivation in rats[J]. Science, 1983, 221(4606): 182-184. 

　　Rechtschaffen A, Bergmann B M. Sleep deprivation in the rat by the disk-over-water method[J]. Behavioural brain research, 1995, 69(1-2): 55-63. 

　　Rattenborg N C, Voirin B, Cruz S M, et al. Evidence that birds sleep in mid-flight[J]. Nature communications, 2016, 7: 12468.

　　Most sleep does not serve a vital function: Evidence from Drosophila melanogaster 

果蠅不睡覺(jué)居然不會(huì)死，為何人不行

圖文簡(jiǎn)介

摘要：對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，睡眠就是人生的必須品，大多數(shù)人一生的睡眠時(shí)間超過(guò)生命的1/3。毋庸置疑，睡眠對(duì)人而言是非常重要的，你根本無(wú)法想象失去睡眠，整個(gè)人還能怎么活下去。因此，人們之前也一直認(rèn)為動(dòng)物是離不開(kāi)睡眠的，那么真的是這樣嗎？利用睡眠剝奪實(shí)驗(yàn)研究睡眠最重要的意義莫過(guò)于，挑戰(zhàn)了目前對(duì)于睡眠重要性的認(rèn)知：動(dòng)物不會(huì)因睡眠不足而死亡。