我们为什么要睡觉

时间:2024-06-30 22:59:03

我们为什么要睡觉(见图8.2)?这个问题是生命最大的谜团之一。它对我们的生存显然至关重要:实验大鼠被剥夺睡眠后,不出1个月就会死亡,当人连续几天不睡觉时,他们就会开始产生幻觉,可能还会癫痫发作。

我们为什么要睡觉

图8.2 婴儿在大多数时候都在睡觉

然而,人们却迟迟无法对此提出解释。比方说,如果我们的身体只是需要生理上的休息,那我们完全不必丧失意识。“为什么我们会在一天中的几小时里任由捕食者摆布,却无法有所作为呢?”美国威斯康星大学麦迪逊分校的朱利奥·托诺尼(Giulio Tononi)问道。

大多数理论都会提到这跟大脑的基本生理或修复活动相关,但对于睡眠时大脑的变化情况,一直没有出现令人信服的说法。最近,人们发现了大脑中的一个“排水系统”,这个系统类似于淋巴系统,后者负责排出身体其他地方的组织代谢废物。

这个系统在我们睡觉时开始运作,也就是说在我们熟睡时,代谢废物会被清除掉。

还有理论认为睡觉的目的在于保存能量或让动物在食物短缺时免受伤害。当然,也可能睡眠同时执行许多功能,甚至在不同动物中起不同作用。

但是,托诺尼认为睡眠的一大核心功能是防止新记忆让大脑过载。他提出了一种“管家理论”,认为睡眠的产生是为了削减神经元间的连接,以便为第二天的记忆腾出空间。

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托诺尼在最近的实验中检测了12只小鼠大脑内的神经元连接或者说突触的尺寸。结果显示,在一段睡眠快结束时采集得到的突触比在睡前采集的小了18%,这表示,睡觉时神经元之间的连接变弱了。因为记忆存储在新的突触里,而睡眠似乎是用来巩固新记忆的,所以很难想象睡眠会削弱而不是加强大脑里的连接。但是之前也有证据支持这个管家理论。比如,脑电图记录显示,相比于一天结束时,大脑在一觉醒来后的清晨显示出更少的电活动,也就是说连接变弱了。

除了连接呈现出变弱趋势,托诺尼的研究还暗示了我们建立长期记忆的方式。他的研究团队发现,有些突触看起来像是被保护着——前5大突触的尺寸保持不变。大脑似乎是将最主要的记忆保存着。“我们总是留着最重要的东西。”他说道。如果管家理论没错的话,就可以解释为什么我们在一夜无眠后,会发现第二天自己更难集中注意力和学习新东西,可能是因为我们大脑的容量不够用来对新的经历进行编码。托诺尼的发现也表明,不仅在学习完新知识后要睡个好觉,在学习的前一晚也应该充分休息。他说:“睡眠是我们为学习付出的代价。”

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