26. 分段睡眠

这段文字选自《睡眠的科学》,作者:彼得·沃兹尼亚克(2017)

韦尔 (Wehr) 实验

1992 年,托马斯·韦尔 (Thomas Wehr) 博士发表了一项有趣的实验结果,该实验研究了在长期黑暗环境下的睡眠模式(例如北极冬季期间的因纽特人)(Wehr 1992[41]。他将实验中的一天划分为 10 小时的光照期 (photoperiod) 和 14 小时的黑暗期 (scotoperiod)。这种人工控制的环境导致了分段睡眠的出现,其特征通常是两段 4-5 小时的睡眠,中间间隔约一小时的清醒。韦尔发现,入睡与褪黑素的升高有关,而褪黑素是在黑暗时期分泌的(无论对昼行性还是夜行性动物皆是如此)。他还注意到,在光照期较短的情况下,夜间褪黑素的分泌持续时间会更长 (Wehr et al. 1993[72])。

Fragment of a segmented sleep log produced in conditions of 10 hour photoperiod.

在 10 小时光照期条件下记录的一段分段睡眠记录。

分段睡眠的解读

当该实验结果公布后,失眠者们为此欢欣鼓舞:「或许这才是正常的睡眠模式?或许我们都该这样睡觉?」那些习惯半夜醒来,花一小时左右读书、看电视或翻箱倒柜找吃的人,终于不必再觉得自己不正常了。的确,衡量睡眠健康与否的最佳标准,应该是睡眠带来的恢复效果。只要夜间醒来不会导致清晨的萎靡不振,那便无伤大雅。

历史学家罗杰·埃克奇 (Roger Ekirch) 博士注意到,在电力普及之前的历史文献中,这种分为两段的长睡眠模式被频繁提及:「直到近代早期结束之前,西欧人在大多数夜晚都会经历两个主要的睡眠阶段,其间有长达一小时或更久的清醒时段。……第一段睡眠通常被称为『第一觉』,偶尔也叫『第一盹』或『沉睡』。」 (Ekirch 2001[73])。

睡眠研究者们推测,这或许才是健康的睡眠形态,而我们现有的那种认为夜间只有一个昼夜节律高峰的睡眠控制模型是错误的。进化论学者则推测,这可能是为了适应夜间的性行为、哺乳,或是需要额外保持警惕的时期。而霍恩 (Horne) 博士则喜欢将分段睡眠作为人类存在过度睡眠倾向的一个例证。

分段睡眠与博尔贝伊 (Borbély) 模型

我个人并不同意迄今为止提出的大多数解读,仅赞同那些与主流睡眠研究相符的观点。我们必须认识到,人类及准人类的绝大部分进化史都发生在热带地区,那里的夜晚远比北方冬季短暂。从数学角度看,半夜醒来 1-2 小时,与进入浅睡眠或在每个完整的 NREM-REM 睡眠周期末尾醒来相比,并无任何理论上的优势。韦尔实验中观察到的分段睡眠,完全可以用睡眠的博尔贝伊模型来解释。尽管博尔贝伊模型为入睡提供了非常具体的数学条件,但我们必须记住,它只是对现实的近似,并未完全涵盖光照水平或外部唤醒刺激等因素。在长时间的黑暗与寂静中,只需较低的整体睡眠倾向便足以触发睡眠。我将尝试使用 SleepChart 的双过程模型及一些真实案例来阐述我的观点。

分段睡眠与双过程模型

当使用 SleepChart 的双过程模型处理韦尔的数据时,我们发现,在这种模式下,入睡的典型特征是发生在睡眠倾向相对较低的时期:

Wehr's segmented sleep as interpreted with the help of the two-component model of sleep employed in SleepChart.

通过 SleepChart 采用的双过程睡眠模型对韦尔分段睡眠的解读。

在现实生活中,双过程模型显示,当清醒度水平降至 33-40% 时,人们才会入睡。但在分段睡眠中,入睡时的清醒度要高得多,达到了 40-50%。

昼夜节律图显示,最理想的入睡时间点是醒来后的第 15 个小时,这通常会带来平均 5 小时的睡眠。由于苏醒时间点接近昼夜节律谷点 (bathyphase),此时昼夜节律性困意会迅速增强,因此清醒状态无法持久。第二段睡眠随之在第 21 个小时发生,平均持续 3 小时。因此,整个睡眠被分为 5 小时的第一段睡眠和 3 小时的「补觉」。

Circadian graph based on Wehr's data.

基于韦尔数据的昼夜节律图。

睡眠周期图在 24 小时周期处呈现出典型的频率高峰,同时在 8 小时和 6 小时处出现了两个非典型高峰(而非通常出现在 12 小时周期的午睡高峰)。

Periodogram based on Wehr's data.

基于韦尔数据的周期图。

分段睡眠的实例

我查阅了多年的睡眠记录,以寻找自然发生的分段睡眠实例,但数量并不多。毫无疑问,这要归咎于现代生活方式,它很少允许我们享受悠闲的早睡。以下是我从真实记录中找到的三个截然不同的例子。分段睡眠似乎与以下几个特征相关:

  • 这种睡眠通常伴随着较高的警觉性,例如,白天不再需要小睡就是证明。

  • 正如预测,这种睡眠模式在冬季更容易出现。

  • 剧烈运动可能是诱发分段睡眠的一个因素(或许是因为它促使人更早上床睡觉)。

  • 与韦尔的数据一致,SleepChart 的双过程睡眠倾向模型显示,在分段睡眠的初期,睡眠倾向会急剧下降,这是因为入睡时间点相对于昼夜节律谷点而言非常早。

实例:过早就寝

这是典型的因黑暗期过长、就寝过早而导致的分段睡眠。睡眠开始得太早,导致睡眠倾向急剧下降,从而在夜间醒来:

Typical long darkness premature bedtime segmented sleep.

实例:压力导致的夜间觉醒

因压力导致过早醒来。这是一个分段的夜晚,并带有一段「补觉」:

Premature awakening caused by stress.

实例:剧烈运动

因剧烈运动导致睡眠需求增加,从而引发的长时间睡眠。超过 12 小时的分段睡眠很早就已开始,期间伴有多次无害的觉醒。在睡眠的头 3-4 小时,睡眠倾向(图中红线的反向)快速下降,最终形成了一段漫长的浅睡眠:

Prolonged sleep induced by intense exercise with increased demand for sleep.

分段睡眠的应用

这种睡眠模式能让人在醒来后感到非常清醒。然而,在现代生活节奏下,要实践它却相当困难,而且它显然无法优化时间利用。我只能推测,若能让睡眠与昼夜节律谷点完美匹配,也同样能提升睡眠效率。这一点理应能通过 SuperMemo 的数据来验证,但在撰写本文时,我尚未进行必要的计算。考虑到这种古老的睡眠模式对情绪和清醒度的积极影响,我非常乐意亲身尝试一个「14 小时黑暗期」的实验。然而,即便只是短期,每天工作 10 小时也令人难以承受。我也怀疑自己能否在睡前清空思绪、早早入睡。单是为这个实验收集激动人心的数据这一想法,就足以让我思绪万千、夜不能寐了。或许等我退休后,精力衰退,不再有太多俗务缠身时,我会尝试一下,那时的体验想必会非常愉悦。