Andrew Huberman 是在斯坦福大学任教的知名神经科学家,他的 Huberman Lab Podcast 是一独特且极具价值的播客系列,在英文互联网享有极高的知名度。播客中,他探讨并分享了许多关于睡眠、压力管理、学习、锻炼和营养等方面的知识与实用建议。Huberman 博士擅长用通俗易懂的语言深入浅出地解释复杂的科学概念,让每个人都能从这个播客中获益。截至目前,播客已近 200 期。
可即使这一播客系列是相当优秀的学习资源,由于其性质的原因,其内容有些过于口语化,显得拖沓、啰嗦,信噪比低。为了向更多人传播英文世界的优质内容,Thoughts Memo 汉化组启动了 Huberman Podcast 笔记工程。原 90 分钟左右的播客会被浓缩为一篇篇简短的文章,剔除重复、无意义的部分,将播客的精华保留下来,并用汉语文本的形式呈现。
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作者:panda
原标题:Using Science to Optimize Sleep, Learning & Metabolism
月光或者火光(壁炉和蜡烛发出的光)是否会让人清醒?
答案是不会,它们都不会重置你的生物钟,让你误认为是早晨。
原因是,含有黑色素的神经节细胞(即内在光敏神经节细胞)会在一天之中调节自身的敏感度。它们对日出和日落时的光线敏感。而在夜晚,它们会调节自我的敏感度,以免在接触火光或月光时,激活某些大脑触发器,让大脑误认为现在是白天。
不过你仍然应该在晚上 10 点到凌晨 4 点之间避免接触强光,比如把整座房子点着,或者放火烧山发出的光。
红光产品有没有用?
现在很多商家推出了发红光的设备,声称用这些设备可以改善线粒体功能,改善新陈代谢等等,不过我并不看好这些产品。
关于红光对身体产生积极影响的研究从未在一流期刊上发表过,我只能找到一些不太知名的期刊上的研究,所以我不确定这些研究的含金量有多高。
不过也不能说红光完全没有好处,实际上研究表明红光对人有益。每天早上观察红光几分钟可以对一些「视网膜细胞中的线粒体」产生积极影响。这种细胞往往会随着年龄的增长而退化或下降,而红光,在白天(而非晚上)能帮助修复线粒体。
大多数红光设备的问题在于,因为上班族白天没空,所以它们大多是晚上用的。但它们发出的红光太亮,会让你的生物钟误认为现在是白天。如果要在晚上用,使用暗一些的红光才是正确的。
防蓝光产品到底有没有用?
我觉得防蓝光产品不太好。蓝光实际上有助于我们保持清醒,所以白天我们不应该戴防蓝光产品;晚上,如果蓝光足够亮,它仍然能刺激到我们的感觉细胞,戴不戴防蓝光产品都一样。
要知道,这些做产品的人可能读了相关论文,但是没读懂——论文的条件往往是:将神经元从眼睛中分离出来置于培养皿中,培养皿中的它们对蓝光或者其他波长的光有反应,不代表这种反应在眼睛里也以同样的机制起同样的作用。
如果你问任何昼夜节律领域的专业人士,他们会告诉你防蓝光这个概念是如何被滥用的,蓝光只是替罪羊,但其实其他波长的光对眼睛也有刺激。最好的策略是,在晚上避开所有强光,不管它是不是蓝光。
对鼻子,耳朵,嘴巴,上颚打光也能调节昼夜节律吗?
我听到一些人说,对鼻子,耳朵,嘴巴,上颚打光也能调节昼夜节律,真是无稽之谈。如果真有用,那么只能是安慰剂效应。别说打光,就算往你的鼻子里塞一盏灯,它也不可能通过光线来改变你的生物节律。
我猜那些产品背后的研究根本没有做好控制变量。也许真正的机制是通过光照改变了局部皮肤或者黏膜的热量,造成生物节律的变化。在你往身体里的一些孔洞塞灯之前,搞清楚你的身体是如何运作的吧。
玻璃窗户和玻璃眼镜是不同的
各种窗户,包括房间窗户,汽车窗户,会阻碍我们获得足够量的光线,所以你最好走到室外去,或者打开窗户;但是眼镜,隐形眼镜不会会阻碍光线,实际上它们帮助将光线汇聚到视网膜上。
在正确的时间,获取合适的光线
如果你希望在白天保持清醒,那么你就需要在早晨获取大量的光线,到室外去晒晒太阳吧。如果不巧室外正是阴天,太阳很少,那么回到室内,打开一盏足够亮的灯吧。
在睡醒睁眼后的几个小时,你可以尽量让眼睛多获取一些光线,你的大脑和身体都在等待着清晨的叫醒信号。
一旦时间来到中午,无论你是否照射阳光,或者灯是否足够亮,都不会改变你的生物钟。
到了晚上,如果你白天没有接触足够的光线,那么眼睛会提高你对光线的敏感程度,这样对你很不利;你可以通过远眺夕阳来防止这种提高,以免其影响褪黑素的分泌从而导致你失眠。
夕阳,或者说更进一步,任何下午时间的阳光都有降低眼睛敏感度的作用,这种机制使你可以在晚上看几集电视剧之后仍能安然入睡。
光线与激素
光线会抑制褪黑素的产生。如果因为季节缘故,一天之中白天不断变长,那么褪黑素的分泌会减少;相反如果白天不断变短,那么褪黑素的分泌会增加。
你的所有细胞都通过褪黑素的相关机制来了解我们的地球转到什么位置上了,从而改变身体的脂肪燃烧和蛋白质合成等新陈代谢节律,也改变情绪、繁殖有关系统的规律。
一般来说,褪黑素分泌越多,抑郁程度就越高,比如冬天,人们的抑郁率就会升高,而治疗的方法就是光疗。这就是所谓的季节性抑郁症。
一个相关的事例是春季的自杀率会提高,因为人们往往不在其能量水平最低点处(冬天)自杀,而在从最低点稍稍反弹时自杀。当然,自杀背后仍然有更复杂和不幸的悲剧因素,我们之后的播客会讨论到。
光线也影响我们的繁殖,比如九月份出生的人很多是因为他们的母亲多在 12 月受孕,而 12 月的白天短,夜晚更长(北半球)。
光线能调节我们的睡眠与清醒,血清素和褪黑素水平,也能够调节我们的多巴胺水平,造成其分泌减少,以至于让我们的学习,记忆和情绪产生问题。这就是为什么我们要在半夜避免强光。
尽可能多地获取光线,尽量减少褪黑素的分泌,就能避免情绪上的波动?
很遗憾,我们的系统并不是这样工作的,每个人每天早上需要获取多少光线,下午和晚上需要避免多少强光都是不固定的,没有什么计划是对谁都起效的万灵药。
不过,了解褪黑素的机制仍然能给我们一些启发,比如当我们抑郁时,我们可以反思自己是否在白天获取的光线太少而在晚上获取的光线太多?是否睡眠不足?别忘了睡眠也是影响情绪的关键因素,你不可能只想着把褪黑素水平给打下去,然后就能眼巴巴地等着好心情的降临。
褪黑素是由血清素合成的,血清素是一种神经递质,与幸福感的产生有关。血清素倾向于让我们感觉到眼下拥有的资源足够,它倾向于让我们安定下来;这与多巴胺的调节机制非常不同,多巴胺倾向于让我们行动起来。
(编者:这里还有一段肾上腺素和去甲肾上腺素的内容,但是他前面几期讲过太多次了而且与本期主题无关所以忽略)
运动与睡眠
运动包括耐力运动和阻力运动(有氧和无氧)。跑步、骑自行车和划船是耐力运动,你可以一直做一直做;而举重是阻力运动,你不能一直举 30 分钟。
有研究认为我们最好在早上进行耐力训练,而下午进行重量训练,但我认为这种表述过于笼统。更详细的研究指出,在醒来后 30 分钟或醒来后 3 小时进行运动,可以提高表现并降低损伤——这可能与醒来后体温的升高或者皮质醇水平变化有关。在下午,也就是醒来后 11 小时左右,也会迎来一个体温峰值点。
所以人们选择在上午或者下午进行运动都各有道理,但如果你日程排的很密,那么我推荐你有机会就进行锻炼。
如果你醒来第一件事就是去锻炼,如此坚持三四天,你的身体就会形成新的节律,让你在该运动的时候自然醒来,昼夜节律是具有可塑性的。不过你仍然需要在早晨获得充足的光线,它会和运动一起给大脑和身体带来更强的唤醒信号。
如果你选择在一天中的下午或晚上高强度锻炼,可能会发现自己难以入睡,而低强度锻炼则不会导致这种结果。如果你醒来发现自己仍然很疲劳,而且整天昏昏沉沉,那么你的训练强度可能太大了,需要适当降低。
身体节律可塑
比方说,你在每天早上 8:00、中午 12:00 和晚上 7:00 吃东西,那么几天之后,你的身体就会开始习惯。无论你走到何处,在做什么,遇到什么事情,在这些时间点的前 5~10 分钟,你就会开始感到饥饿,甚至有些激动,因为身体在驱使你去觅食。
饥饿的机制是:外周的激素(比如去甲肾上腺素)刺激下丘脑和脑干,让你兴奋,警觉,让你感到饥饿并促使你去觅食。这种机制是可塑的,受到一种化学信号的调控,最终会创造出一种适应你进食时间和规律的系统。
你的入睡,觉醒,锻炼和其他时间安排也受到同样的调控,在你要做相应活动时,身体会释放出相应的激素和其他信号,让你为那些活动做好准备。也就是如果你能坚持几天,那么身体也会逐渐适应早起。
如何提高学习/记忆效率?
马特·沃克(Matt Walker)在他的《我们为什么睡觉》("Why We Sleep") 一书中谈到了相关领域的一些研究。 比如说有一个空间记忆任务,要求受试者记住屏幕上弹出的图片内容(比如猫,苹果,钢笔),以及它们弹出的位置。如果弹出的图片足够多,记住它们会很困难。研究人员在受试者进行记忆时或者记忆完成时,对房间释放特定气味或播放特定音频,然后在受试者睡觉时也释放相同的气味或播放相同的音频。结果实验人员发现,在受试者睡觉时释放相同的气味或播放相同音频,可以使得受试者的信息保留率提高,也就是说,他们会记得更牢。
这项研究给我们的日常生活带来启发,比如我们在学习时播放一些音乐,然后在睡觉时也用低音量播放同样的音乐,会让我们记得更牢。有些人依靠触觉刺激达到相同的效果,比如在学习时手腕上有轻微振动(编者注:也许是通过振动手环实现的),在睡眠时手腕上也有相同的振动。
非睡眠深度休息(NSDR)与提高可塑性
人们很少会在 20 分钟左右的短时间睡眠中进入深度睡眠状态,但这种短时间睡眠可以提高学习效率。
你可以选择静坐,冥想,瑜伽或者其他 NSDR 方法。实验证明,当我们学习 90 分钟以后,一次 20 分钟的 NSDR 可以让提高信息的保留率,也可以增加信息的摄入量。
在 90 分钟的学习中,我们会先经历一段难以集中注意力的时期,然后深度专注,到了 90 分钟的末尾,我们又会难以集中注意力并且不能摄取更多信息。这 90 分钟就是我们之前提到过的超日节律(ultradian cycle)。
催眠能否帮助我们学习呢?
事实上,催眠可以让我们从一个状态转换到另一个状态,比如:帮助我们消除恐惧归于平静,帮助我们从创伤的焦虑中解放,帮助我们戒烟等等,我们一般不会在催眠中学习具体的知识。
催眠使得注意力的集中和深度休息这两件事同时进行,这是一种非常奇妙的状态,我们需要一些特定的引导或者训练有素的催眠师才能进入这种状态。
不过,如果哪天忽然有研究表明催眠也可以增加信息保留率,帮助学习,我也并不会感到奇怪,也许只是现在的我们不知道如何操作罢了。
梦
人的睡眠有睡眠周期,每个周期分为快速眼动和非快速眼动阶段,加起来共 90 分钟,每次睡眠经过 4~5 个周期。与前半夜相比,后半夜的快速动眼期比较短。
了解这些以后,如果有人想记住他都做了什么梦,他只需要调闹钟,确保他在每个周期的中间刚好醒来就可以了。
不过我们需要尽可能多的睡眠,这样才能保证健康,所以不推荐在大半夜叫醒自己。
另外有些人发现,早起时立刻写下自己此时所想,能帮助他们自发地回忆起昨晚的梦境
梦的意义是老生常谈的话题。部分观点认为梦有很强的意义,也有人认为梦只是清醒状态下活跃的神经元的自发性活动,没有任何意义。
有人问鬼压床,实际上,我们在睡眠中的大部分时间都处于麻痹状态,此时我们一般不会做梦。问题是醒来之后仍处于麻痹状态,这就让人十分害怕了,毕竟我们已经习惯了四肢受控制。
几件事会增加鬼压床的概率,其中一种是吸食大麻,我不知道大麻在你所在的地区是否合法,但它可不是什么好东西。
聪明药
脑力增强剂是个大话题。
拿身体锻炼打个比方:锻炼的时候,我们会从几个方面考量,如果我们需要更强的耐力,那么可以考虑慢跑或者游泳;如果我们需要更强大的力量,可以考虑举重;我们也会需要灵活性,爆发力,柔韧性等各个方面的锻炼,这些都需要相应地改变训练方案。
那么情绪方面又如何呢?我们需要学会体察他人的情绪,也要学会从情绪中抽离出来;有些人比较敏感,对悲伤的感受力强,对快乐的感受力弱,他们需要的是提高对快乐的感受能力;而处于狂躁状态的人可以体会到一切快乐,但却无法感受到悲伤。
脑力增强剂的问题在于,我们很难知道它们到底是通过什么样的机制,起到了哪一方面的作用,而副作用又是怎么样的;另外它们的调节方式过于单一,而我们大脑的机制是十分复杂的,并非面多了加水水多了加面这么简单。
比如,很多药物往往依靠咖啡因来提高我们的注意力,但只能提高到一定一定程度,然而注意力还和身体的警觉性有关,警觉性太低,我们无法集中注意力;太高,又使得注意力涣散,所以你不可能只靠摄入兴奋剂来提高注意力。
再比如有很多脑力补充剂宣称可以提高乙酰胆碱水平,有利于提高我们的警觉性,但问题是过高的乙酰胆碱水平又会影响深度睡眠,这对于长期学习绝对是有害的。
我不推荐长期使用脑力补充剂,但也许部分人,在确保适合自己的情况下可以短期应用。
莫达非尼和阿莫非尼
莫达非尼和阿莫非尼是治疗嗜睡病的药物。的确也有证据表明它们可以改善学习和记忆,但必须要怀着谨慎的态度对待它们,毕竟其中许多药物可能会导致成瘾,或者破坏胰岛素受体导致代谢失调。
苏氨酸镁
上次我推荐了苏氨酸镁,它生物利用率高,对睡眠有帮助,许多人受益于它,但也有许多人不耐受,比如我曾经向一位好朋友推荐过苏氨酸镁,尽管他使用的剂量很低,但还是犯了胃病,停药后,不良反应就消失了。
有人问我苏氨酸镁是不是要在餐前或睡前服用,我认为应该在睡前 30~60 分钟服用,至于要不要与食物同服,请咨询你的医生。
芹菜素
上次我们还讨论了芹菜素,它的机制是增加与 GABA 代谢有关的酶从而增强 GABA 的抑制作用。
- GABA 是一种抑制性神经递质,与抗焦虑,镇静,催眠,抗惊厥,抗癫痫有关。GABA 作用于 GABA 受体,使得细胞膜对氯离子通透性增加,氯离子大量进入膜内引起膜超极化,造成神经元兴奋性降低。
如果你要吃某种药,我建议你至少知道它是如何起效的,你可以问你的医生,或者去 http://examine.com 上面查。不过有些物质起效的方式并不像课本里说的那么简单,理论上有效的东西在现实中可不一定有用。
色氨酸
我自己吃过一种脑力补充剂,L-色氨酸。它是血清素的前体,可以说吃它等于吃血清素,只不过在身体里还多一步生化反应。
它让我沾枕就着,但 90 分钟之后我醒来,此后 48 小时再也无法入睡了。这只能说明它不适合我,但不意味着不是和其他人;同样的,适合其他人的东西也不一定适合你。这就是为什么我反复强调谨慎选择,谨慎对待。
体温与冷暴露
体温与昼夜节律,觉醒和睡眠有关,一般来说我们的体温在凌晨 4:00 左右达到最低,然后在早上 6:00 和 8:00 左右开始逐渐升高,并在下午 4:00 到 6:00 之间达到峰值。
在阳光明媚的早晨醒来后不去室外走走可能会导致你在上午10点或11点感到寒冷,原因是你各种组织中受温度和生理节律调控的感受器和你的中枢节律控制不匹配。
体温和白天的长度相关,这是生物学和气候学的相关。养成一个合适的生物钟,你的体温变化将变得较为规律,这样有助于新陈代谢,也能提升你在相应时间段锻炼的效果。
通常,在体温上升最快时锻炼效果最好,比如醒来后 30 分钟,3 小时和 11 小时。这些时候学习和工作也有很高的效率。
昼夜节律
我们似乎没怎么讲过中枢是如何调整身体所有组织和细胞的节律的,其主要方式有两:
- 分泌一种特殊的肽,向细胞发出信号,就好像一个钟表店的店主给店里的每一只钟表对时一样。
- 同步这些细胞所处的温度,这就是为什么通过进食和锻炼,尤其是锻炼,能改变我们的体温,从而改变生理节律。比如说你在晚上 8 点之后,通过运动或洗冷水澡的方法提高了体温,即使只提高了一点点,也能推迟你的生物钟,让身体认为现在仍是白天。
但对有的人来说,冷水澡可能起反效果,会让他们入睡更快,睡眠质量更好——这是因为寒冷刺激了褪黑素的释放。我们说过,身体的机制是很复杂的,你必须亲自看看某种方法到底对你起什么样的作用。
晚 8 点左右,我们的体温一般会下降,这时洗冷水澡让你的身体感觉白天变长了;而从凌晨 4 点开始,我们的体温开始上升,洗冷水澡可以让你适应早起。
我们把上面的现象分别叫做相位延迟和相位提前。在早上洗冷水澡,可以让你的体温升高得更快,你的身体会记住这个节律,让你第二天的早起变得容易。比如你在早上 6 点强迫自己洗一个冷水澡,那么你会比平时早起约 30 分钟或1小时。
冷水澡
冷水澡和冰水浴使人颤抖,抑制这种颤抖,可以提高你的抗压能力,比如对工作压力和人际关系压力的耐受程度;而顺应这种颤抖,能增加你的新陈代谢,促进脂肪的燃烧。
颤抖是一种自主神经反应,一般认为它的出现是为了对抗寒冷,产生热量,如果你在颤抖时通过深呼吸,唱歌或者其他传移注意力的方法试图平息颤抖,那么你就是在于自主神经系统作对抗,这能抑制交感神经系统的激活,而后者与警觉、压力系统息息相关。
颤抖会刺激一种叫做琥珀酸的物质的释放,琥珀酸通过血液激活棕色脂肪,增加新陈代谢并促进其他类型脂肪的燃烧,比如粉红色脂肪和白色脂肪。这就是为什么如果你要减脂,就要任由身体颤抖。
进食
进食也可以帮助我们调整昼夜节律,比如帮助我们倒时差。如果你出差到某地,按照当地的用餐时间表进食会帮助你更快适应。
食物的种类和多少会影响我们的情绪。比如坚果和肉类(尤其是红肉)含有丰富的酪氨酸,而酪氨酸是多巴胺的前体,多巴胺是去甲肾上腺素和肾上腺素的前体,所以吃这些食物最终有利于我们保持清醒。
白肉,某些鱼类和复杂碳水化合物中含有丰富的色氨酸,而色氨酸是血清素的前体,血清素使我们倾向于感到满足,镇定,困倦。
通过血清素等物质,进食与睡眠相联系;而禁食会让我们的肾上腺素水平提高,警觉性增加。
如果我们大量进食,无论我们吃的是什么,都会导致大量血液汇入胃肠道,而其他组织的血流量减少,让你变得昏昏欲睡。
现身说法
你可以在自己身上做做实验。但就拿我自己来说,我白天通常不吃碳水化合物,因为碳水化合物能帮助入睡和促进深睡眠。
我早上一般不吃东西,只喝咖啡或者水,直到中午饿了,才吃一些低碳水的食物。
也有例外情况,比如我在两小时内进行了特别剧烈的运动耗尽了我的肝糖原,那么我会吃一些碳水化合物。
晚餐对我来说通常是下午 6:37 到 8:00,有时候晚到 9:00。这时我会吃一些白肉,鱼,意大利面或者米饭。
在富含酪氨酸的食物中,我最钟爱羊角面包,我不常吃但我很喜欢它。它似乎也能提高多巴胺水平。我没对它进行过质谱分析,一切只是我的个人感觉。
要对实验结论抱有怀疑精神
一位加州理工学院的教授给我讲过一个笑话:
·有个科学家,在自己的实验室里,试图研究神经系统是如何工作的。
他拿起一只青蛙放到桌子上,拍了拍手,青蛙听到掌声后就跳了起来。
他向青蛙的一条后腿注射了一点麻痹药物,又拍了拍手,青蛙又跳了起来,不过明显跳歪了。
他向青蛙另一条后腿注射了同样的麻痹药物,又拍了拍手,青蛙又跳了起来,但是跳得并不远了。
他最后向青蛙两条前腿注射麻痹药物,又拍了拍手,青蛙再也不跳了。
于是他得出结论,青蛙两条前腿是用来听声音的。结果,他的论文发表在了有名的期刊上面,还上了新闻,事业一飞冲天。
20 年后,一个非常聪明的研究生决定改进那个科学家的实验,研究生说:「他做的是功能丧失实验,我还可以做功能增强实验。」
于是他给青蛙四条腿都注射了增强剂,然后拍了拍手,青蛙高高跃起,于是他说:「天啊,青蛙的腿真的是用来听的。」
另外,参与本实验的青蛙存活率百分之百。
以上例子并不是说科学是笑话,或者说实验是笑话,而是想要说明:相关性和因果关系是微妙复杂的。你需要各种对照实验,才能得出局限的结论,但这一结论并不能回答所有问题,更别说还有其它因素的干扰。
性别差异
两性在睡眠和体温调节方面存在差异吗?只能说,在某些方面差异是存在的,但是研究得还不够深入。
实际上之前的大量实验,往往只有雄性动物或男性受试者参与,这将带来大量「男性化」的数据和结论。
在大约五年前,美国国立卫生研究院(NIH)要求:所有研究都需要将性别纳入生物变量中。未来,我们会更了解性别差异会带来什么影响。
如何自我实验
记录你醒来,接触阳光,进食,锻炼的时间,探索适合你的行为模式。
比如,我在早上 6:15 醒来,于是我在日历上记下 6:15;
然后 7 点出门晒晒太阳,一般晒 10~15 分钟,记录;
记录吃饭;
记录锻炼;
另外,你还可以记录下你感觉到特别冷或特别热的时刻,比如半夜热醒就可以记一笔;你也可以记下你什么时候进行了非睡眠深度休息,包括冥想,瑜伽或催眠。
没有什么建议是放之四海而皆准的。所以,去成为一个了解自己身体和大脑的科学家,确定什么对你是有效的,把事情向有利于你的方向推动,你终会感谢自己。
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