世界睡眠日——聊聊睡眠那些事儿

图文:中国数字科技馆 | 2017-03-16

导语:每年的3月21日是世界睡眠日,在睡眠日来临前夕,某大学教授呼吁全国放半天“睡懒觉”假,让大家在工作日也能睡到自然醒。据悉,某知名保健品公司已发出通知,将在睡眠日当天给员工放半天假,成为第一家响应睡眠日放假号召的公司。毋庸置疑,睡眠对于每个人来说都是必不可少的,人一生近三分之一的时间都是在睡眠中度过的。不过你真的了解睡眠吗?我们睡着的时候大脑又在做些什么呢?我们为什么会做梦?梦游、“鬼压身”又是怎么回事?为什么有人睡觉的时候会打鼾、磨牙?风靡朋友圈的智能手环监测睡眠真的靠谱吗?本期微专栏,我们一起来聊一聊睡眠那些事儿。

当你睡觉时,你的大脑在做些什么?

  美国哈佛大学一位睡眠专家曾说:“生命就像一支燃烧的蜡烛,没有良好的睡眠,就像蜡烛同时从两头燃烧”,生动地诠释了睡眠的重要性。对于很多人来说,每天最幸福的时刻大概就是躺下睡觉的时候了。睡眠是由我们的大脑进行控制的,那当我们睡着的时候,大脑会发生什么变化呢?

  人的大脑皮层中有上百亿个神经细胞,每个神经细胞都有“活动”和“静息”两种状态,但神经细胞的“活动”或者“静息”状态并不等同于整个大脑的“清醒”或者“睡眠”状态。研究表明,大脑在睡眠期间其实一直是处于活跃状态的,只不过和清醒期间的脑部活动有所不同。清醒状态下,神经细胞快速、连续地发放动作电位,大脑皮层能够精准、快速地处理大量信息。在睡眠时,神经细胞间歇性地成簇发放动作电位,大脑皮层也失去了精准配合活动的能力,对外部世界的感知和自我意识也会暂时消失。

  科学家们通过研究人睡眠期间的脑电图、眼动图和肌电图等,发现人的睡眠是一个有规律的循环过程,可分为快速眼动睡眠期(rapid eye movement, REM)和非快速眼动睡眠期(non-rapid eyemovement, NREM)。NREM还可以分为4个时期,即:1-入睡期、2-浅睡期、3-中度睡眠期、4-深度睡眠期,其中第3、4阶段又被称为慢波睡眠、深度睡眠。快速眼动睡眠(REM)也被称为快波睡眠。

  在一个完整的睡眠过程中,人体先进入NREM睡眠期,随后进入REM睡眠期,此后又转入NREM睡眠期,两者交替循环出现几次。

  一旦进入睡眠,人体的感觉功能和神经功能会随之发生变化,感觉能力减退,肌肉开始放松,血压下降,心率变慢,代谢率降低等。在NREM睡眠期,人还可以翻身、说梦话等,但是一旦进入REM睡眠期,人体的感觉功能和骨骼肌活动能力会进一步减退,基本处于“瘫痪”状态,不能说话,不能动,但是眼球的肌肉还是很好用的,可以快速转动。

睡觉也忙碌,究竟为哪般?

  据说每个宿舍都有一个说梦话的,一个打鼾的,一个磨牙的,还有一个晚睡纵观全场的,真是睡着也不闲着。读到这里,你都想起了谁呢?究竟为什么会在睡觉时出现这么多“异常”状况呢?

  ◆做梦、梦话、梦游、“鬼压身”

  说到梦话,就不得不提起做梦。相信每个人或多或少都有过做梦的经历,只是醒来后有的人记得,有的人不记得。

  科学家们对梦与睡眠的关系进行了仔细研究,发现梦主要发生于REM睡眠期,少数情况发生在慢波睡眠期,但发生在这两个不同睡眠期的梦境内容截然不同。发生在REM睡眠期的梦境一般缺乏理性,甚至荒诞离奇,具有明显的动物属性(通常人们做的梦都是这种类型的);而发生在慢波睡眠期的梦境则一般比较有理性,符合逻辑和常理(通常所谓梦境中所产生的顿悟或灵感即属于此类)。

  关于为什么会做梦,若干年来,许多科学家都进行了大量的研究和探索,但至今仍没有确切的结论。大量的脑解剖研究发现了具体的负责做梦的脑区,可以说,做梦是特定脑区的功能。但是当前已有的实证研究只能确定做梦与大脑结构的相关关系,还不足以揭示产生梦的真正原因。相关研究多停留在理论层面,且意见不统一。

  有研究者认为,做梦对于一些机体活动来说是必要的,它能够刺激大脑,让大脑在长时间处于休眠状态时也能保持活性。也有研究者认为,做梦有其生物适应功能,它可以构筑一个让我们反复练习危机应对策略的理想而安全的环境,为应对来自真实世界的危险进行提前演练,以便在生活中能更好地辨别危险事件并做出正确的反应,我们之所以会梦到被人追杀、坠落之类的情景,是因为它们正是我们的祖先在远古时代所遭遇的危机的写照。还有研究者将梦与记忆联系到一起,认为在睡眠状态下,短期存储区域的记忆会“装载”到临时记忆中,再“搬运”到长期存储的区域,而梦是“搬运”过程中留下的记忆痕迹。

  说梦话,是指在睡眠当中不由自主地说话,属于睡眠障碍的一种,其发生可能与大脑皮层言语运动中枢脱抑制或超常兴奋有关。研究发现,说梦话多发生在深度睡眠时期,其实深度睡眠时期人的肌肉活动能力本身是比较弱的,很少会说话或有动作,但神经系统不够稳定的人就比较容易说梦话。精神紧张、压力过大、神经衰弱都有可能导致说梦话。

  梦游,也是一种睡眠障碍,患者会从睡眠中突然起床走动、开窗、搬东西等,无法正确感知周围环境和辨认周围人物,缺乏表情,呼之不应,发作后可持续几分钟到一小时不等,大部分患者梦游都以自行卧床入睡而告终,但第二天往往没有相关记忆。梦游多发于儿童,偶尔也会发生在成人身上。大量研究表明,梦游与遗传因素有关,同时受到环境因素的影响。医学界普遍认为,除遗传因素外, 梦游与药物、精神刺激、心理压力、酒精等因素也有关系。

  说梦话和梦游多发生在深度睡眠时期,而做梦常常发生在快速眼动睡眠期,因此一般认为说梦话、梦游和做梦没有必然联系。

  不知道你有没有这样的经历,感觉有千斤重物压在身上,似醒非醒,似睡非睡,想喊喊不出来,想动动不了,想睁眼也睁不开?小编就曾多次经历这样的场景,感觉非常吓人,这就是所谓的“鬼压身”。“鬼压身”其实并不是真的有鬼,而是一种“睡眠瘫痪症”,或者叫做“睡眠麻痹症”。

  和做梦一样,“鬼压身”也多发生于快速眼动睡眠期。由于该时期人体处于“瘫痪”状态,因此做梦时,我们不会在梦境的支配下做出什么动作。此时,如果大脑突然醒过来了,却没有提前发出信号让身体也“醒过来”,那么就会发生“鬼压身”的情况,即大脑醒了,身体却没有醒。这种情况下,只要稍等片刻,等大脑将本该提前发出的信号补发出去,让身体醒过来,就好了。至于大脑为什么会提前醒过来,目前还没有明确的原因,但有一点是肯定的,那就是平躺着睡容易发生“鬼压身”,因为平躺时肌肉会麻痹得更彻底,一旦这时大脑突然醒来,但又没有提前发出信号,“鬼压身”自然而然就发生了。而侧睡时,维持侧躺需要肌肉用点力,因此不会麻痹得那么彻底。

  ◆打鼾

  “欢笑,那么整个世界与你一同欢笑;打鼾,那么将没有人和你一起睡觉。”这是英国小说家伯吉斯说过的一句充满智慧的话。打鼾不仅影响身边的人,对打鼾者本人的健康也有严重威胁。

  打鼾,是由于呼吸过程中气流高速通过上呼吸道的狭窄部位时,振动气道周围的软组织而引起。一般在吸气过程中比较明显,但呼气过程中也会发生。在某些情况下一次性打鼾(如疲劳或过量饮酒后),对身体健康无损坏,也无须特别治疗;若常年打鼾,则要多加注意,可能会发展成为睡眠呼吸暂停综合征(Sleep Apnea Syndrum, SAS), SAS对身体有严重危害,可能导致夜间睡眠中呼吸心跳骤停、窒息、猝死等。

  医学报告显示,高血压及心血管疾病患者打鼾的几率比较高,体型较为肥胖者也容易打鼾。此外,甲状腺功能不足、扁桃体肥大、舌根囊肿也可能引起打鼾。仰卧而眠者,吸气时舌根上抬,使悬壅垂(俗称小舌头)与舌根相贴,阻碍气流的顺利通过,引起软腭下缘和小舌急速震颤,也容易形成鼾声。

  ◆磨牙

  “磨牙是因为肚子里有蛔虫”的说法,在民间广为流传,然而真的是这样吗?

  其实不仅仅是民间谣传,20世纪60年代以来也曾有学者提出这种说法,然而近年来的几项研究发现,磨牙与不磨牙的孩子,肠道寄生虫感染率并没有明显差异,儿童磨牙与寄生虫是否存在并不具有相关性。

  究竟为什么会磨牙呢?目前研究认为,基底神经节功能紊乱和中枢神经系统递质分泌异常可能是出现磨牙症状的重要神经生物学机制。心理、精神因素引发神经系统紊乱,是导致磨牙发生的主要原因。此外,咬合不正、咬合干扰及内分泌紊乱、消化系统疾病等也可能会导致磨牙。

手环监测睡眠,真的靠谱吗?

  人一生当中约有三分之一的时间是在睡眠当中度过的,可以说睡眠质量直接影响我们的生活质量。近年来,智能手环风靡社交圈,不仅可以用来记录步数、热量消耗,还能对睡眠状况进行监测。可能有朋友要问了,智能手环监测睡眠真的靠谱吗?

  想知道监测睡眠是否靠谱,就先要知道智能手环的监测原理。

  智能手环一般主要由以下几个功能模块组成:加速度传感器模块、单片机控制模块、电源管理模块、蓝牙通讯模块。加速度传感器模块负责采集腕活动的加速度信号;单片机控制模块将采集到的腕动信号加以处理,并通过蓝牙通讯模块上传到手机;电源管理模块则负责为手环提供稳定的电压。简而言之,智能手环是通过采集腕关节的活动特征,并通过一定的算法来得出人的睡眠时间、睡-醒状态、睡眠效率等可以反映睡眠质量的参数。

  那通过腕动信号来评估睡眠是否靠谱呢?

  讨论这个问题之前,我们先来认识一下研究睡眠问题离不开的多导睡眠图。多导睡眠图通过综合分析脑电、眼电、肌电、呼吸、心跳等多种指标,可以更准确地对睡眠进行分期和评估睡眠问题,被称为评估诊断睡眠疾病的“金标准”。但由于进行一次睡眠多导图监测费用很高,并需要专业的睡眠技师进行协助监测,因此后来也出现了各种各样简化的监测仪器。

  二十世纪七十年代以来,陆续有科学家通过手腕佩戴传感器的方式采集腕动信号,并通过一定的方法进行计算分析,从而对人的睡眠做出评估。将其结果与多导睡眠图的评估结果进行对比,两者的相关性和一致性高达80%以上。因此通过腕动信号来评估睡眠还是相对比较靠谱的,即智能手环监测睡眠的原理本身是相对可靠的。

  如此看来,一个智能手环的监测结果是否靠谱主要取决于两点,一是所使用的加速度传感器获取的腕动信号是否准确,二是单片机对信号进行处理所采用算法的精确度是否够高。由于不同手环所采用的传感器和算法不同,监测的结果也必然会存在一定差异。

  目前,市面上智能手环种类繁多,价格从几十元到上千元不等,原理大多是相似的,但由于硬件和软件的不同,监测结果的可靠性就不能一概而论了。

  小编认为,智能手环的监测结果在一定程度上还是有参考意义的,可以了解自己大致的睡眠时间和质量,但不可过于较真。想要准确知悉自己的大脑在睡觉时是如何活动的,或者出现睡眠障碍时,还是要到医院,采用更加专业的设备来监测和判断。

  

    参考文献:

  [1]郑晶,陶嵘. 做梦的认知神经理论及机制[J]. 中国临床心理学杂志,2016,(06):1001-1005.

  [2]耿新玲,吴建永,高和. 与睡眠相关的脑结构(一)[J]. 世界睡眠医学杂志,2015,(02):105-110.

  [3]冯晓明. 基于腕动信号的睡眠质量监测装置设计[D].华南理工大学,2014.

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