[Sleep Science]我們為什麼需要睡眠？

我們為什麼需要睡眠？

凌晨三點十七分，你還坐在書桌前。

明天早上九點有會議，簡報卻還剩下最後幾頁，你看了一下桌上的時間，心想如果現在睡，可以睡四個小時，還是再撐一個小時，把工作完成。

是不是少睡一點，似乎就能多得到一點時間，古人秉燭夜遊，好像就是在把握那稍瞬即逝的時光。

人的一生，假設你能活到九十歲，又平均一天睡覺八個半小時的話，你的一生中，約有三十二年，是在睡眠中渡過，如果睡眠只是躺著、閉上眼睛，什麼事情都沒有發生，人類為什麼要把將近三分之一的人生交給它？

牛津大學晝夜節律神經科學家Russell Foster在TED演講〈Why Do We Sleep?〉中指出，

睡眠，看起來像是一段極其漫長的空白。

我們習慣把少睡與勤奮、效率和意志力連結在一起，彷彿只要縮短睡眠，挑燈夜戰，就能比別人多得到一些人生。

但睡眠不是大腦關機，而是大腦進入了另一種工作狀態。

當你睡著時，大腦並沒有全面停止活動。不同腦區仍持續運作，有些區域在特定睡眠階段甚至比清醒時更加活躍。

那麼，大腦究竟在忙什麼？

Foster在演講中整理了三種主要理論。

第一種理論認為，睡眠是身體進行修復與重建的時間。

研究人員比較小鼠睡眠與睡眠剝奪期間的基因表現後發現，睡眠時有部分與蛋白質、脂質及其他大分子合成相關的基因活動增加。

換句話說，當你停止回覆訊息、不再處理工作，也不再接收外界資訊時，身體內部的維護工作仍然持續進行。

第二種理論認為，睡眠是為了節省能量。

不過，Foster指出，與安靜地躺著休息相比，一整晚睡眠所節省的能量大約只有一百一十大卡，差不多只是一個小麵包的熱量。(換成台灣人習慣的說法，則是半碗白飯的熱量)

如果睡眠只是為了省下這些能量，人類似乎不需要演化出如此複雜的睡眠結構。

因此節省能量可能是睡眠帶來的結果之一，卻未必能單獨解釋，我們為什麼需要睡眠。

第三種理論，也是Foster特別強調的部分，是大腦的資訊處理與記憶鞏固（Memory Consolidation）。

你在白天看過、聽過與學到的事情，並不會在接觸當下便自動成為穩定的長期記憶。

睡眠期間，大腦可能重新活化白天形成的記憶，整理並理解它們之間的關係，並將重要內容逐步整合進較長期的記憶網絡。

這也可能解釋，為什麼有些問題在深夜怎麼想都想不通，睡醒後卻突然看見了解法。

2004年一項刊登於《Nature》的研究，讓受試者先練習一項具有隱藏規則的數字作業，接著分別經歷八小時睡眠、夜間清醒或白天清醒。

結果發現，經歷睡眠後，發現隱藏規則的人數超過清醒組兩倍，這樣明顯的結果，讓我們發現睡眠不只是保存你已經知道的事情，也可能重新排列資訊，讓原本沒有被看見的關係逐一浮現出來。

因此，逃避並不可恥，或許先睡一覺再想，是一個更有效的方法。

前提是你已經先接觸、理解並思考過那些資訊，睡眠接手的，是白天留下來、仍然沒有完成的整理工作。

但當睡眠被縮短時，受到影響的也不只是精神好不好，而是大腦沒有足夠的重新整理時間。

Foster在演講中談到，睡眠不足會影響記憶、注意力、判斷、衝動控制與尋找新解法的能力。

你可能仍然可以坐在電腦前工作，也可能覺得自己只是稍微疲憊，但大腦處理錯誤、評估風險與控制情緒的能力，可能已經隨著時間改變。

睡眠不足也會進一步影響代謝。

一項研究讓十一名年輕男性連續六晚每晚只在床上四小時。與後續每晚十二小時的恢復期相比，睡眠不足期間的葡萄糖耐受性降低、晚間皮質醇升高，交感神經活動也有所增加。

Foster也在演講中指出，每晚睡眠約五小時或更少，與肥胖風險約增加50%有關。

其中一項可能的機制，是睡眠不足會改變飢餓素（Ghrelin）與瘦體素（Leptin）等食慾調節訊號，讓人更容易感到飢餓，並特別想攝取碳水化合物與高糖食物。

所以，睡不夠後突然想喝含糖飲料、吃甜點，可能不完全只是意志力不足，也可能與身體的食慾調節發生變化有關。

睡眠與心理健康之間也存在密切關係。

Foster參與的一項研究，連續六週追蹤思覺失調症患者的活動、睡眠與褪黑激素節律，發現受試者普遍存在明顯的睡眠與晝夜節律混亂，部分人的生理時鐘甚至與一天二十四小時的環境週期失去同步。

這讓睡眠不再只是精神疾病發生後的附帶症狀。

睡眠與晝夜節律的改變，也可能成為觀察心理健康狀態、疾病變化與治療方向的重要線索。

那麼，我們是不是每個人都必須固定睡滿八小時？

Foster指出，八小時不是適用所有人的固定數字。每個人的睡眠需求會受到年齡、個體差異與生活狀態影響。

青少年晚睡晚起，不一定只是懶惰，也可能來自青春期自然延後的生理時鐘；長輩們也不是不再需要睡眠，而是睡眠可能變得比較零碎，更難在夜間維持長時間連續睡眠。

真正重要的，不只是追求一個固定數字，而是你醒來後能否維持正常的清醒、注意力與日間功能。

如果白天必須不斷依靠咖啡因才能撐住，晚上又需要用酒精讓自己放鬆，可能代表你的睡眠與清醒節律，已經開始被外在物質代替。

回到凌晨三點十七分的書桌前。

你確實可以犧牲一個小時的睡眠，把簡報多完成幾頁。但那一個小時並不是從一段毫無作用的空白中取回來的。

你所交換的，可能是隔天的記憶、判斷、情緒控制，以及大腦重新整理今天所學內容的機會。

睡眠不是從人生中消失的時間，而是讓醒著的你能繼續思考、學習與生活的必要過程。

References

1.  Russell Foster. Why Do We Sleep? 2013.

Link: https://www.ted.com/talks/russell_foster_why_do_we_sleep

2. Mackiewicz M, et al. Macromolecule Biosynthesis: A Key Function of Sleep.2007.

3. Wagner U, et al. Sleep Inspires Insight. 2004.

4. Spiegel K, et al. *mpact of Sleep Debt on Metabolic and Endocrine Function.1999.

5. Taheri S, et al. Short Sleep Duration Is Associated With Reduced Leptin, Elevated Ghrelin, and Increased Body Mass Index. 2004.

6. Watanabe M, et al. Association of Short Sleep Duration With Weight Gain and Obesity at 1-Year Follow-Up. 2010.

7. Killgore WDS. Effects of Sleep Deprivation on Cognition.2010.

8. Wulff K, et al. Sleep and Circadian Rhythm Disruption in Schizophrenia.2012.