任何有常识的人都知道人类为什么需要食物、水和性。可是即使是地球上最天才的科学家也不能解释清楚为什么人类需要睡眠。芝加哥大学名誉教授、睡眠学专家艾伦 · 赫特夏芬(Allan Rechtschaffen)博士认为“这是生物学界最大的疑问。”
科学家对这项人类最基本的活动之一的无知并不是因为他们没有努力去研究。长达半个世纪的关于睡眠的研究已经排除了一些可能的原因,而发现了许多关于睡眠的有趣现象。在20世纪70年代早期的一次会议上,研究者们曾经鼓吹关于睡眠的秘密将在新千年到来之际被揭晓,然而现在他们却不得不修正自己的预言。米切尔 · 朱维特(Michel Jouvet)博士,法国里昂克劳德伯纳德大学的名誉教授,同时也是法国科学院的成员,参加了那次会议,他说:“我们过去太乐观了,大脑远比我们所认识的更加复杂。”
尽管如此,目前科学家所知道的远远超过他们曾经所了解的。加州大学的精神病学和生物行为科学教授杰罗姆 · 西格尔(Jerome Siegel)博士说,1953年关于快眼动睡眠的发现促使科学家们意识到睡眠不是“简单的大脑关闭”,而是一种主动的、有组织的生理过程。
半个世纪以后,几乎没有学者会去怀疑睡眠有一些至关重要的生理目的。
赫特夏芬博士在他1998年的文章中提到,所有的哺乳动物、鸟类和爬行动物都需要某种形式的睡眠,比如,一些鸟站立在树枝上的时候也会睡觉,或者像海豚那样,在游泳的时候会有半个大脑处于睡眠状态。尽管睡眠妨碍了其他具有生存意义的活动,睡眠仍然会持续这些动物的一生。
赫特夏芬还写道,“当我们睡觉的时候,我们没有繁殖、保护或养育幼小、寻找食物、赚钱、写文章等等。”同样他还提到,研究发现人类和其他的动物如果缺少了睡眠,他们会尽量弥补,通过睡得更多或者睡得更深来偿还欠下的“睡眠债务”。长期的睡眠剥夺似乎可以导致一些严重的后果。不过因为很难把睡眠剥夺和压力以及其他的一些因素分离开,所以这些后果是什么尚待探讨。
西格尔说,“任何人都不能不睡觉。”研究者们曾经以为长期的缺少睡眠会导致精神上的疾病。但是现在他们认为事实并非如此。尽管早期的研究发现,每隔几分钟叫醒睡眠中的人确实会使他们脾气暴躁,也没有证据表明人类会因为缺乏睡眠而死亡。但是剥夺老鼠的睡眠却导致它们在两到三周之内死亡,如果它们只是被剥夺快眼动睡眠(一种和大脑在清醒时状态相似的睡眠阶段),则它们会在五到六周之内死亡。不过研究者们并不确定这些老鼠是否死于大量的热量消耗,感染或者其他类似的原因。
到底是什么使睡眠成为生命中的必需呢?专家说,尽管大家都相信人类和其他的动物需要休息,但是事实并不这么简单。赫特夏芬说,“你可以采用你所喜欢的各种方式休息,但是你还是会需要睡眠。”另外一个理论认为,睡眠可能阻止动物在其他强大的肉食动物出没的危险时段出行,以达到保护它们的目的。不过赫特夏芬和其他专家指出,这个理论不能解释为什么一夜不睡就一定需要弥补,或者长期被剥夺睡眠的影响会如此严重。
哈佛大学一位睡眠研究者艾伦 · 霍布森(Allan Hobson)博士说:“很明显,睡眠不只是让你不能去上街,从而帮你节省几卡路里的热量。”他和同样来自哈佛的罗伯特 · 斯迪科高德(Robert Stickgold)博士、以及其他的专家认为,快眼动睡眠能够帮助巩固记忆和有助于学习,已经有大量的研究验证了这一假设,其中包括上个月发表在《自然》上的两篇报告。
但是其他的研究者(包括西格尔博士)却对这一理论提出了质疑。西格尔在2001年的综述中提出:服用过一种抑制快眼动睡眠的抗抑郁剂的人并没有显示出记忆上的缺损,同样,那些没有快眼动睡眠的脑损伤病人的记忆功能看来并没有问题。例如,一个中了榴霰弹后缺少快眼动睡眠的以色列男人上了法学院并且在当地一家报社担任编辑。那些大多数睡眠时间都处于快眼动睡眠的动物——如鸭嘴兽,它们的平均快眼动睡眠时间达到8个小时,与人类的2小时相比,它们并没有显示出更好的学习能力或者记忆力。
霍布森则反驳道:“并不是说记忆决定于快眼动睡眠,而是说记忆功能的一定方面在快眼动睡眠中得到了增强。”
西格尔的研究发现了快眼动睡眠的一些秘密。在快眼动睡眠状态,大脑皮层的多数神经细胞就如同在清醒状态一样活跃。例外的是与传递化学物质的复合胺、去甲肾上腺素和组胺有关的神经细胞却处于非激活状态。西格尔和一些研究者认为,这些神经细胞可能被过度使用,所以快眼动睡眠使它们得到休息,从而恢复它们的灵敏性。
研究还发现,较小动物需要的睡眠时间比较大动物需要的睡眠时间多:马每天需要3个小时的睡眠时间,而雪貂的睡眠时间则接近15个小时。动物的新陈代谢频率因体形大小而不同的事实使人们提出了关于睡眠目的的另外一种假说:睡眠是用来修复在新陈代谢过程中剧烈的化学反应所导致的细胞毁损的。
一些专家相信目前最盛行的一种理论,即认为快眼动睡眠在大脑发展的过程中扮演了重要角色。新生儿比成人的快眼动睡眠时间更长,在动物中也是如此。
关于睡眠原因的探索还在继续。专家说,最终的答案可能是显而易见的,但也可能远远出乎大家的意料。正如赫特夏芬所说,“有很多的秘密,我们只是还没有发现而已。”