26. 分段睡眠
本节内容摘自:《睡眠科学》 ,作者是 Piotr Wozniak(2017年)
Wehr 实验
1992年,Thomas Wehr 博士发表了他关于在长期黑暗环境下(例如北极冬季的因纽特人)的睡眠实验结果(Wehr 1992[41])。他将实验日分为10小时的光照期(光周期)和14小时的黑暗期(暗周期)。这种人为控制的环境导致了分段睡眠,通常由两个各4-5小时的睡眠段组成,中间间隔约一小时的清醒。Wehr发现,睡眠开始时与褪黑素分泌增加相关,褪黑素在黑暗期间释放(无论是昼行性还是夜行性动物)。他还注意到,在较短的光周期内,夜间褪黑素的释放时间更长(Wehr 等,1993年[72])。
在10小时光周期条件下产生的分段睡眠记录片段。
分段睡眠的解读
实验结果公布后,失眠者欢呼:“也许这才是正常的睡眠?也许这才是我们都应该的睡眠方式?”那些倾向于夜间醒来,花一个小时左右读书、看电视或打开冰箱的人,不再觉得自己不正常。事实上,区分健康睡眠与不健康模式的最佳标准是睡眠的恢复力。只要夜间醒来不影响晨起的精神状态,它们其实并不重要。
历史学家 Roger Ekirch 博士注意到,这种长时间的两段式睡眠常见于电力出现之前的历史记录:“直到早期现代时期结束,大多数西欧人在夜晚经历两个主要的睡眠阶段,中间有一小时或更长时间的安静清醒。[...] 第一个睡眠阶段通常称为「初睡」,有时称为「第一小憩」或「死睡」”(Ekirch 2001[73])。
睡眠研究人员推测,这可能是健康睡眠的真实面貌,而我们以单一夜间昼夜节律高峰控制睡眠的模型是错误的。进化学家推测,这可能是对夜间性生活、哺乳或额外警觉期的适应。Horne 博士喜欢将分段睡眠作为人类倾向过度睡眠的一个例子。
分段睡眠与Borbély模型
我不同意迄今为止提出的大多数解释,除非它们与主流睡眠研究一致。我们需注意,大部分人类和前人类进化发生在热带地区,夜晚远短于北方冬季。从数学角度看,没有理由偏好在夜间中途醒来1-2小时,而非进入浅睡眠或完成完整的NREM-REM周期后醒来。Wehr实验中观察到的分段睡眠完全可以用Borbély睡眠模型解释。尽管Borbély模型给出了启动睡眠所需的具体数学条件,但它只是现实的近似,并未考虑光照水平或外部刺激。在长时间黑暗和安静时期,整体睡眠倾向较低,也就更容易入睡。我将尝试用SleepChart的两成分模型和一些现实例子来说明我的观点。
分段睡眠与两成分模型
使用SleepChart两成分睡眠模型处理Wehr的数据时,我们发现睡眠通常在相对较低的睡眠倾向期启动:
借助SleepChart两成分模型对Wehr分段睡眠的解释。
现实中,两成分模型显示睡眠在警觉性下降至33%-40%时启动;而分段睡眠中睡眠开始时的警觉性更高,约40%-50%。
昼夜节律图显示,最适合入睡的时间是起床后第15小时,平均睡眠时长约5小时。随着接近昼夜节律最低谷,警觉性迅速下降,清醒状态难以维持。第二段睡眠出现在第21小时,平均持续3小时。因此,睡眠被分为前段5小时和后段3小时的“修正”睡眠。
基于Wehr数据的昼夜节律图。
睡眠周期图显示典型的24小时频率峰值,以及两个非典型峰值,分别为8小时和6小时(而非通常的12小时午睡峰)。
基于Wehr数据的周期图。
分段睡眠的实例
我查阅了多年的睡眠记录,寻找自然分段睡眠的例子,但找到的并不多。毫无疑问,这归咎于现代生活方式,很少允许早睡的悠闲时间。以下列举了三个非常不同的真实记录例子。一些特征似乎与分段睡眠相关:
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这种睡眠通常伴随较高的警觉性,例如白天不需要午睡;
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正如预测,分段睡眠更容易在冬季出现;
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强烈运动可能促进分段睡眠(可能因早睡);
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与Wehr数据类似,SleepChart的两成分睡眠倾向模型显示,由于睡眠启动时恰逢昼夜节律最低谷前期,睡眠倾向迅速下降。
例子:过早就寝
典型的长夜黑暗下的过早就寝分段睡眠。睡眠启动过早,伴随显著的睡眠倾向下降,导致夜间醒来:
例子:因压力引起的夜间醒来
因压力导致的过早觉醒。分段睡眠及其“修正”:
例子:剧烈运动
剧烈运动引起的延长睡眠需求。超过12小时的分段睡眠,早期启动,伴随多次无害觉醒,睡眠倾向(红线的反向)在前3-4小时迅速下降,导致浅睡延长:
分段睡眠的应用
这种睡眠方式带来非常恢复精神的夜晚,但与现代生活方式难以兼容,也难以优化时间利用。我只能猜测,睡眠与昼夜节律最低谷的匹配应提高睡眠效率。此点可以用SuperMemo数据验证,但目前尚未完成相关计算。考虑到这种古老睡眠对情绪和警觉性的良好影响,我很想尝试在14小时黑暗环境下进行实验,但即使短期内,10小时工作日也很难适应。我也怀疑自己是否能平息白日思绪,早早入睡。仅仅为实验收集刺激数据就可能让我思绪飞转难以入眠。或许退休后体力衰退时更适合尝试。