睡眠在肥胖症、精神分裂症、糖尿病等疾病中的作用

睡眠對所有事物都有好處嗎?科學家討厭給出絕對的答案。但是睡眠研究人員看得越多,答案似乎就越傾向於響亮的肯定。

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睡眠對所有事物都有好處嗎?科學家討厭給出絕對的答案。但是睡眠研究人員看得越多,答案似乎就越傾向於響亮的肯定。

沉睡的大腦在學習和記憶中起著至關重要的作用,這是睡眠研究人員近年來反覆強調的發現之一。但這還不是全部。人們越來越認識到,睡眠似乎參與調節基本的代謝過程,甚至參與精神健康。羅伯特·斯蒂克戈爾德,一位在哈佛醫學院工作的著名睡眠研究員,在此簡要介紹了睡眠的當前狀態,因為它與記憶、精神分裂症、抑鬱症、糖尿病有關——他甚至解釋了午睡的好處。

我們在理解睡眠方面取得了多大的進展?


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儘管我們在2000年前就理解了每一種其他基本驅動的功能,但我們仍在努力弄清楚睡眠的生物學功能是什麼。現在最明確的資訊之一是,人類白天每清醒兩個小時,大腦就需要一個小時的離線時間來處理它接收的資訊,並弄清楚要儲存什麼,丟棄什麼,如何歸檔以及這一切意味著什麼。

那麼睡眠是為了什麼?

記憶在睡眠期間被處理。但睡眠不僅僅只有一個功能。這有點像聽舌頭研究人員爭論舌頭的功能是與味覺有關還是與言語有關。你會想說:“夥計們,拜託,兩者都有。” 現在有非常好的證據表明,除了幫助記憶外,睡眠還在免疫和內分泌功能中發揮作用。有很多關於肥胖流行病在多大程度上實際上是睡眠不足的後果的討論。

睡眠是如何發揮如此多樣的作用的?

這有點像一個棘手的遊戲,因為它看起來睡眠在進化上已被確定為完成工作的好時機。如果你在一家大辦公室工作,清潔人員會在晚上來。這不是因為他們喜歡那個時候,或者那個時候他們效率最高,而是因為那時辦公室裡沒有人,辦公室關門了,最容易完成家務。我猜想,隨著進化時間的推移,一些功能已經附著在睡眠上,因為那是系統最關閉的時候。大約三分之二的生長激素是在深度、慢波睡眠期間分泌的,人們推測這與其說睡眠的關鍵功能,不如說這是暫停並花費能量用於生長的最佳時機。

睡眠與記憶的關係是什麼?

睡眠在記憶的穩定以及它們的加強和保留方面起著明確且通常至關重要的作用,允許保留一些記憶,而讓另一些記憶被遺忘。它對於從大量資訊中提取要點以及發現控制該資訊的規則也至關重要,因此,如果您給出各種刺激,睡眠可以幫助您確定刺激產生的規則,甚至可以幫助您洞察您甚至不知道存在的模式和規則。

夢想的重要性是什麼?

重要性要小得多,小得多。十年前,我們在《認知神經科學雜誌》上發表了一篇論文,其中我們表明我們生活中事件的情景記憶不會在夢中重現。因此,關於你夢發生的事情,你不會夢到實際發生的事情的舊概念實際上得到了很好的驗證。做夢的大腦似乎以構建與最近事件相似但又不同於最近事件的幻覺場景為目標。

艾琳·瓦姆斯利和我用計算機迷宮學習任務表明,如果你在學習後小睡一會兒,你在該任務上的進步會比你保持清醒時更大。此外,如果你在小睡期間收集夢境報告,你會發現正是那些報告說他們一直在夢到迷宮任務的人在重新測試期間表現出更大的進步。有趣的是,如果你看看夢境內容,很明顯夢境內容本身並沒有幫助。它與任務有一種古怪的、奇怪的關係,但並沒有以一種可以幫助你表現得更好的方式,這導致我們將其描述為記憶過程的一種生物標誌物。

我們認為我們看到的是,當大腦的海馬體區域(我們知道它編碼空間地圖)正在重放和加強其對迷宮佈局的記憶時,參與做夢的大腦的其他區域正在構建這些“如果”情景,想象中的未來情景,有點像在探討這個資訊的用途是什麼的問題。

一位受試者報告說夢到了迷宮,然後想起幾年前在一個蝙蝠洞裡,你可以想象他的大腦在說:“好吧,這兩者如何結合在一起?這個蝙蝠洞有什麼可以幫助我更好地完成這項任務嗎?或者關於這個迷宮任務,我不應該只是將其歸檔在我參與的實驗下,而是以一種如果我再次去洞穴探險的方式歸檔,那麼也許我從這個我剛剛玩過的遊戲中學習到的關於探索迷宮的東西可能會有用?” 我認為我們越來越感覺到這就是做夢的目的——這個資訊在未來可能對我有用嗎?它正在探索關聯網路,並試圖找到看起來有希望的關聯。

睡眠對精神疾病有什麼影響?

如果你找一個同時患有睡眠呼吸暫停和抑鬱症的成年人,你會發現它們之間聯絡非常緊密。如果你患有抑鬱症,你患呼吸暫停的可能性會增加四倍,如果你患有呼吸暫停,你患抑鬱症的風險會增加五倍。如果你找一個同時患有抑鬱症和呼吸暫停的人,並用CPAP[持續氣道正壓通氣]治療呼吸暫停,你可以使他們的抑鬱評分降至臨床水平以下。

如果你找患有睡眠呼吸暫停和多動症的兒童——對於兒童來說,呼吸暫停通常是由腺樣體和扁桃體肥大引起的——如果你切除扁桃體和腺樣體,你會在多動症症狀方面得到比給他們服用利他林更大的緩解。

如果你剝奪雙相情感障礙患者的睡眠,你會讓他們陷入躁狂狀態。

如果你觀察抑鬱症患者,REM睡眠在晚上來得更早。當抑鬱症的治療未能逆轉這種影響時,抑鬱症復發的可能性會更高。選擇性地剝奪抑鬱症患者的REM睡眠可以顯著減輕他們的症狀,儘管一旦停止剝奪,症狀就會恢復。

如果你找長期的、服藥的精神分裂症患者,他們在這種被稱為睡眠紡錘波的東西方面存在巨大的缺陷,睡眠紡錘波是這些一秒鐘長的腦電圖振盪。與對照組相比,長期服藥的患者睡眠紡錘波減少了 40%;朱利奧·託諾尼小組[在威斯康星大學] 和我們的小組發現,紡錘波減少得越多,患者表現出的陽性症狀[例如幻覺和妄想] 就越多。紡錘波的減少與睡眠依賴性記憶增強的減少有關。我們剛剛在《睡眠》雜誌上發表了一篇論文,表明如果你給這些精神分裂症患者服用Lunesta(艾司佐匹克隆),你可以增加他們的紡錘波,現在睡眠依賴性記憶處理看起來正常了。

我們是否到了可以就某人每晚需要多少睡眠提出建議的地步?

問你每晚需要多少睡眠就像問你需要多少食物一樣。普通人會說 2000 卡路里。但例如,你還需要一定量的蛋白質和維生素。卡路里只是為了支援身體的能量需求。

當你問我某人需要多少睡眠時,我會問為了什麼?鞏固情景記憶所需的睡眠量可能與您從資訊中提取要點所需的睡眠量不同,並且兩者可能都與您最佳化葡萄糖調節和抗體產生所需的睡眠量不同。

如果你讓大學生每晚睡四個小時,持續五天,然後進行葡萄糖耐量測試,他們看起來是糖尿病前期。這不足以維持正常的胰島素調節,但對於某些記憶測試來說,四個小時可能綽綽有餘。

我們還必須問何時睡多少?對於某些記憶過程,90 分鐘的午睡與整夜睡眠的效果一樣好,在某些情況下甚至比晚上睡六個小時或四個小時的效果更好。就這些記憶過程而言,午睡具有異常的效率。

另一方面,如果你覺得你獲得的睡眠量足夠了,如果你週末沒有睡得更久,如果你不認為不設定鬧鐘是個笑話,如果你起床後的頭兩三個小時內不喝咖啡,你可能做得很好。

如果你喝兩杯咖啡才能開始工作,你就沒有足夠的睡眠。如果你週末睡晚兩個小時,你就沒有獲得足夠的睡眠。我認為睡眠量因人而異。沒有絕對的量。我告訴人們關掉鬧鐘一週,看看會發生什麼。如果你發現你醒來的時間比你本應上班的時間晚了一個半小時,那你可能沒有睡得足夠早。如果我要猜測,我仍然認為八個小時看起來是最好的選擇。

圖片來源Albert Londe/維基共享資源

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大眾科學, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大眾科學's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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