你是不是也一到午夜就無比精神？

甚至覺得如果有熬夜大賽，自己一定能得雙料大滿貫？

羨慕大家的“少年不知睡覺香”！

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

不論你是常常熬夜，還是對睡眠求而不得，你知道睡覺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怎樣嗎？

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

這里不得不提起一段恐怖的視頻，即所謂的“蘇聯(lián)睡眠剝奪實驗”。

傳聞二戰(zhàn)時期，蘇聯(lián)為研究某種能使人保持清醒的氣體展開“睡眠實驗”。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，這項實驗由于受試者情況糟糕而叫停，軍方解救人員解救受試者時，受試者已經(jīng)變成了沒有神志的吃人怪物......（瑟瑟發(fā)抖）

事實上這個恐怖的睡眠剝奪實驗已經(jīng)被證實是假的。

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

那么，目前為止，有沒有就睡眠展開的成功實驗?zāi)兀?/p>

答案當然是：有。

01腦電波研究實驗

要探究睡眠活動，有個繞不開的研究，那就是腦電波。

1924年，德國的精神學教授漢斯?貝格爾（Hans Berger）首次對人類的腦電活動進行了測量和描述。

圖片來源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。

圖片來源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。

他把正常人在安靜閉目時主要出現(xiàn)在枕頂部的10Hz、振幅 50μV左右的規(guī)整波命名為α波。當受試者睜開眼睛注視物體時，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記錄下來，稱為腦電圖。有了腦電圖，研究睡眠現(xiàn)象就多了一個考察指標。

貝格爾描述的腦電圖，圖片來源見水印

02快速動眼睡眠實驗

1951年，尤金·阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）在8歲兒子的協(xié)助下進行腦電波檢測實驗。

長達數(shù)小時的監(jiān)測后，腦電圖機上的記錄突然開始了不規(guī)則移動，也就是說孩子的大腦和眼部肌肉正處于興奮狀態(tài)，而事實上，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)象稱為“快速眼球運動（REM，Rapid eye movement）”。

隨后，阿瑟林斯基招募了20名正常的成年人到實驗室。當這些志愿者進入睡眠并出現(xiàn)快速眼球運動現(xiàn)象時，將他們喚醒并詢問他們，發(fā)現(xiàn)大部分志愿者此時正在做夢。1953年，這項發(fā)現(xiàn)正式發(fā)表。

圖片來源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睡眠（NREM，Non-rapid eye movement sleep）的四個階段和快速眼動睡眠。這揭開了睡眠研究的新篇章。

03地堡實驗——研究生物鐘

正是腦電波和快速動眼睡眠的發(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生在地下花費了1個月的時間來探索人體自然節(jié)律，這就是著名的地堡實驗。

圖片來源The Scientist

該實驗1938年6月4日開始，至同年7月6日結(jié)束，共歷時一個月。

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

研究者使用燈籠調(diào)節(jié)光線，并制定了睡覺9小時、工作10小時然后再休息10小時的28小時循環(huán)方案。這期間兩位實驗者睡眠時間錯開，并相互檢測體溫，清醒時2小時檢測一次，睡眠時4小時檢測一次。

圖片來源The Scientist，左克萊特曼，右理查德

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

1962年，法國地質(zhì)學家米歇爾·希夫（Michel Siffre）深入洞穴中進行勘察。在勘察時，他未帶手表，以睡眠時間來推算他勘察的時間。離開時，他的記錄本上共有36天的記錄，因而當時的時間應(yīng)該是8月20日，而真實的日期已經(jīng)到了9月14日了。

為什么真實的時間比他記錄的時間長呢？人的工作-睡眠周期難道不是24小時嗎？

圖片來源Cabinet

為了解決這個問題，希夫在美國德克薩斯州的一個洞穴中開始了他的第二次實驗。這次，他最終在洞穴中度過了205天。

隔離期間，隨著時間的推移，他的作息開始混亂，一覺睡15個小時，或者48小時的一天和平時普通的一天沒什么兩樣。無聊的洞穴生活讓他非常崩潰，而混亂的作息無形中加重了他的崩潰。

在沒有其他因素干擾的情況下，原有的作息規(guī)律可能會被打破。

圖片來源Cabinet

正常情況下，人類長期的自然生活所形成的睡眠-覺醒這一作息規(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)律性可能會被打破。

那么，人可以長期不睡覺，將全部精力用來工作嗎？最長可以連續(xù)多久不睡覺呢？

04睡眠剝奪實驗

為了探究這些與睡眠有關(guān)的問題，研究者以某些動物為實驗對象進行了睡眠剝奪實驗。

目前最常用的幾種睡眠剝奪試驗方法有：平臺睡眠剝奪技術(shù)、強迫運動睡眠剝奪法、輕柔刺激法、藥物睡眠剝奪法和剝奪桿睡眠剝奪法。

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

圖片來源 Wikipedia

實驗結(jié)果顯示，睡眠剝奪會影響實驗動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、沒有光澤，抵抗病原體的能力下降。

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

睡眠剝奪7天后大鼠警覺性、辨別力和防御能力下降。

除此以外，睡眠剝奪會導致動物學習和記憶能力下降。長期的睡眠剝奪會導致動物死亡。

當然，也有人以自己為實驗對象進行了睡眠剝奪實驗。

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

這一實驗對加德納產(chǎn)生了負面影響，實驗中，他變得喜怒無常、注意力和記憶力出現(xiàn)問題，出現(xiàn)幻覺并表現(xiàn)出偏執(zhí)。

加德納在實驗中，圖片來源World-of-lucid-dreaming

1977年，美國的Maureen Weston保持清醒449個小時，長達18.7天。在此過程中，他出現(xiàn)了情緒失控、焦慮，記憶障礙，出現(xiàn)幻覺等問題。

長期的睡眠剝奪會對人體造成巨大的負面影響，或許正是出于這個考慮，世界紀錄認證機構(gòu)決定對這類實驗不再進行報道和記錄。

講了這么多，有關(guān)睡眠的實驗?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)展簡史[J]. 現(xiàn)代電生理學雜志, 2012, 19(2): 113-113.[2] Joshua Foer, Michel Siffre. Caveman: An Interview with Michel Siffre. Cabinet (2008) Issue 30: The Underground Summer.[3] 幾種常見的睡眠剝奪試驗方法及優(yōu)劣比較. 中國實驗動物信息網(wǎng)[4] Rebecca Turner. How Long Can You Survive Without Sleep? World-of-lucid-dreaming[5] 都市傳說：聊一聊關(guān)于“俄羅斯睡眠實驗”那些事. 獵奇癥侯群
END

審核專家：朱廣思，北京科普作協(xié)會員

蝌蚪五線譜原創(chuàng)文章/轉(zhuǎn)載注明來源


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