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4 睡眠剥夺是致命的

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4.1 不睡觉就会死

几乎每个人都通宵过。尽管这是个不怎么愉悦的经历。但这种感觉总会在一晚稳固睡眠后消逝。因此,得知一两个星期的睡眠剥夺可能导致死亡,往往是令人震惊的。睡眠研究者搭建了一个残酷的装置,让小白鼠刚入睡就吵醒它们。这个装置表明,通过睡眠剥夺,只需要平均三周的时间就可以杀死一只小白鼠(或者通过 5 个月的 REM 睡眠剥夺)(Rechtschaffen 1998[1])。Siegel 博士证明了被睡眠剥夺的小白鼠的大脑损伤。(Siegel 博士,2003[2])由于糖皮质激素(glucocorticoids)的增加,大脑的某些部分的神经生成(neurogenesis),因为睡眠剥夺而抑制。[3]简而言之,睡眠剥夺对大脑健康非常不利。

睡眠剥夺是一种广为人知的酷刑。由于伦理原因,小白鼠实验无法在人类身上复制(最终会导致死亡)。总之,通过对睡眠障碍影响的研究,我们对人类在睡眠剥夺状态下的最大限度有了一个大致的了解。其中一个例子是遗传性失眠症,在这种情况下,基因变异使得受影响的人患有逐渐恶化的失眠症,最终会在几个月内死亡。另一个例子是 Movan 综合症,免疫系统疾病破坏了神经元的钾离子通道,导致了严重的失眠和死亡(除非疾病得到缓解)。

你可能听到过对从不睡觉的人的报道。这些报道肯定有所讹误。说自己不睡觉的人,要么是在吹嘘,要么是对睡眠状态产生了幻觉,从而以为在睡觉的时候并没有睡觉。

4.2 大脑垃圾收集理论

为什么睡眠剥夺最终是致命的?睡眠不足导致的死亡和老年正常死亡一样。很多时候,多重因素共同导致了最后的必然结果。或许没有人知道他的确切答案。但对睡眠的研究给了我们相当多的思路。

睡眠最重要的机能是重新组织正在休眠的大脑神经网络。(参见:睡眠中的神经优化

在白天,我们学习新知,记忆,掌握机能,明晰事实,通过创造性联想建立新记忆。在醒来后漫长的一天中,大脑中充满了杂乱无章的记忆碎片。这些碎片需要和早前学到的知识融合起来。如果不这么做,大脑就会变成一团乱麻,没有新空间来储存新记忆。这种睡眠神经作用,是非常基本的,因此,睡眠剥夺会影响到几乎所有受神经系统支配的身体机能。如果没有定期的垃圾清理,单个神经网络就会出现故障。而后,故障会逐渐扩大,成为整个机体的严重问题。睡眠剥夺导致的常见影响包括:体温调节问题、免疫功能下降、激素变化(如,糖皮质激素 glucocorticoids 和儿茶酚胺 catecholamines 下降)、代谢变化、营养不良、幻觉、自律神经系统紊乱、细胞附着力变化、炎症因子增加(如 IL-6、TNF、C 反应蛋白等)、皮肤病变、氧化应激,DNA 损伤等。这些问题足以导致死亡。打个比方,如果我们把欠发达的生物体比作一台一战轰炸机,我们可以想象,它们进化成人的过程,就像获得驾驶 B-2 轰炸机所需的软件。尽管 B-2 轰炸机比莱特兄弟(Olive Wright)建造的飞机领先多年,但软件只要发生一个错误,就足以让它从天空坠下。睡眠不足的人体就像是 B-2 飞机的软件出现故障。可能技术上赶超他人,也或许表现卓越,但它却是脆弱的。对先进软件或神经的依赖总是危险的。但十分幸运,每天睡觉就可以消除这种危险。更多请参见:睡眠中的神经优化

4.3 睡眠保护

睡眠剥夺还有第二层麻烦。因为睡眠十分重要,所以所有高级生物都具有睡眠保护程序。这保证了睡眠剥夺会导致令人不快的症状。还会产生强烈的睡眠驱动力,难以克服。保持清醒变得难以忍受。闭上眼睛变成了宇宙中最舒服的事情。这些症状是神经网络故障的结果吗?当然不是。如果是的话,睡眠的动力也可能出现障碍。此外,从睡眠剥夺中恢复也不会这么快、这么容易、这么彻底。睡眠保护程序是存在的,这使得睡眠剥夺的影响变得更剧烈。就像过度反应的免疫系统造成免疫细胞风暴一样,睡眠保护程序也有可能增加睡眠剥夺中对神经网络的损害。Michael Stryker 博士因证明睡眠在大脑发育中的作用而闻名(Stryker 等,2001[4])。他认为夜间荷尔蒙变化可能「在巩固和加强日间经历方面,充当重要作用」[5]。睡眠剥夺中死亡的主要原因之一,或许因免疫功能下降(如无发热反应)而引起的机会性细菌感染。这种下降同样可能是因为:(a) 免疫功能的神经控制不佳 (b) 分解代谢过度(hypercatabolism)的直接影响。

4.4 睡眠中的新陈代谢

最后(也许不是全部),睡眠进化成了有机体新陈代谢的主要过程。没有睡眠,身体就会不断自我消耗,而没有时间重建。合成代谢状态并不需要关闭意识,但是夜间休息时,是进行重建的最佳时间。因为我们总要睡觉,所以这种合成代谢功能逐渐和睡眠的其他功能密不可分。合成代谢状态,以及夜间 GH 或睾丸激素的增加,也影响到神经网络和「精神软件」的状态。荷尔蒙的变化刺激或抑制神经成长。不管是什么原因,科学家们很快就发现,应用抗生素对这些感染的死亡没有什么帮助。睡眠不足的大鼠无论如何都会死亡。感染可能会加速原本不可避免的死亡。

4.5 为何不睡觉就会死?

对长期睡眠剥夺造成的致命结果,这三个因素的影响度是不可量化的:

  1. 神经网络故障
  2. 睡眠保护程序的次生效应
  3. 持续的分解代谢状态

即使后两者有可能通过药物来补救,但对于睡眠中的网络重塑是无计可施的。希望找到对睡眠补救措施的研究人员,正在慢慢摸索。如果没有类似科幻小说中般的纳米技术,睡眠将在未来许多年里伴随着人类的发展(见:人工智能需要睡眠)。虽然睡眠不足会导致死亡,但睡眠是个好事。它使我们更聪明,我们应该拥抱健康的、无拘束的睡眠带来的好处。毕竟,度过一天后好好睡一觉,是再好不过的事情了。睡眠应该被列为基本人权之一。


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题图:#百合イラコン2 ₍ᐢ. .ᐢ₎♥ฅ(˘• •˘ฅ) - Nomier もち米的插画 - pixiv
原文:翻译-睡眠好,学习好,生活好 (colerar.github.io) by Colerar
目录:《睡眠好,学习好,生活好》

参考

1. Rechtschaffen A., "Current perspectives on the function of sleep", Perspectives in Biology and Medicine / Volume 41 / Issue 3 (1998): 359-90 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9604368
2. Siegel J.M., "Why we sleep," Scientific American / Volume 289 / Issue 5 (2003): 92–97 http://www.scribd.com/doc/61992550/Why-We-Sleep
3. Hairston I.S., Little M.T.M., Scanlon M.D., Barakat M.T., Palmer T.D., Sapolsky R.M., and Heller H.C., "Sleep restriction suppresses neurogenesis induced by hippocampus-dependent learning," Journal of Neurophysiology / Volume 94 / Issue 6 (December 2005): 4224-4233. http://jn.physiology.org/content/94/6/4224.full
4. Frank M.G., Issa N.P., and Stryker M.P., "Sleep Enhances Plasticity in the Developing Visual Cortex," Neuron / Volume 30 / Issue 1 (April 2001): 275-287
5. Whitfield J., "To sleep, perchance to learn," Nature (April 2001), doi:10.1038/news010426-15 http://www.nature.com/news/2001/010426/full/news010426-15.html

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