地球自转一周 24 个小时,看地理位置和季节,大约一半白天一半黑夜。人通常在没有光照的那些时间里睡 7-8 个小时。在有光照的时间里活动,思考,进行所有活动。
如果不告诉你时间,把你关进没有自然光照的小黑屋(著名的 Aschoff and Wever's Bunker Study)人还是会保持差不多 24 个小时的生物钟,大部分人会 24 个小时略长,有些人会比 24 个小时略短。
这个就叫 Circadian Rhythm 昼夜节律(circa 是拉丁语「大约」的意思)。
良好的睡眠,其实包含两层含义,一个是睡觉本身带给我们的好处,另一个是规律的昼夜节律给我们身体的益处。
先说睡觉本身。睡眠除了可以放松肌肉等等,在「非快速眼动期」可以帮助海马体的功能这一点是最近十几年的超热话题。
有实验证明人在进行了复杂的空间学习以后,在之后的睡眠中,这些学习过程中活跃的大脑区域会有规律的再度活跃,从而巩固记忆(Orban et al. PNAS 2006)。
不仅仅是海马体和空间记忆,睡眠提供给我们在整体认知水平上质的提高,这已是不争的事实。(虽然具体机制还在研究中)
另外关于保持昼夜节律带来的好处,是关于睡眠研究的另外一个热点。这部分研究通常「不被注意」,所以我们来详细讲一讲。
睡眠不规律的人会发胖。睡眠长短或者规律与否,其实也是基因控制的。其中最著名的,就是 clock 基因。
开始只是发现 clock 基因变异以后老鼠的睡眠完全乱了套,后来发现如果喂这些老鼠好吃的(高脂肪伙食),它们更是早早就开始发胖。
由于「活动 - 睡眠」这个规律打乱了,他们吃东西也更没规律,按人话说,就是白天晚上都爱吃。
不光是吃东西,近期的研究发现,昼夜节律可能跟身体的整体代谢有关。上面说的 clock mutant mice 不光光是爱吃,白天黑夜都吃,它们的胰岛素调节也有问题,不能像普通老鼠那样进食以后,身体就进行一系列的激素调节,来控制血糖。
更有趣的是,人们发现,这个「睡眠 - 吃饭」的调节,可能还是双向的。就是说「怎么吃」,有时候可以反过来影响「睡眠」。
睡眠不规律会焦虑。这一点跟激素水平有关。在另外一个答案中,我提到过,昼夜节律实际上还包括身体各种激素的上升 - 下降周期。
比方说褪黑素帮助睡眠,晚上高,白天低。皮质醇让人紧张,情绪不好,通常起床以后升高,睡觉的时候最低。
由于调节睡眠的大脑区域(SCN)在下丘脑,而「下丘脑 - 垂体 - 肾上腺」是紧密相连,互相影响的。所以也不难理解为什么睡眠不好的人,会有各种情绪。
比方说,上面提到的 clock 基因会影响一元胺的分泌(大名鼎鼎的多巴胺就是一元胺)。一元胺太少,情绪低下。一元胺太多,会有些疯癫。良好的睡眠会带来好情绪,这已经是有很多科学根据支持的了。(McClung, Biological Psychiatry, 2013)
良好的睡眠会增强免疫力。前面提到过,节律不只是睡眠觉醒,还有激素。后来人们又发现除了各种激素,免疫细胞,比方说,血液中白血球的数目也会有规律的波动。大体上是晚上睡觉时最高。而白天活动时,白血球则更多的被吸引到需要的地方去(各种器官,等等)。
所以说为什么生病了需要睡觉,并且很多人睡一觉就好了,还是很有科学依据的。(Scheiermann et al. Nature Reviews Immunology 2013)