什么因素决定睡眠？

有两大因素决定了你什么时候想睡觉，什么时候想醒来：

• 昼夜节律会让你在白天清醒而晚上疲惫
• 腺苷可以制造出”睡眠压力“。清醒时间越长，腺苷积累越多，意味着你会感觉到越困

其中昼夜节律还控制着：

• 饮食时间
• 心情和情绪
• 核心体温
• 代谢率

含羞草实验

1729 年，法国地球物理学家让-雅克·德梅朗发现了表明植物也会产生自己的生物钟。含羞草的叶子不仅会在白天追随太阳的弧形轨迹，而且在夜晚，它们会像枯萎了一样垂下，每天早晚都会重复。许多人认为植物的舒张和收缩行为完全由对应的日出日落决定，但德梅朗不这么认为，他先做了个实验确认含羞草叶子在白天的光下舒张，并随着黑夜降临而收起；接下来他将植物置于一个封闭的盒子里 24 小时，这样不论白天黑夜，它都会完全处于黑暗的状态中。结果含羞草仍然是在白天舒展，夜晚收缩

结论：植物有昼夜节律，而且有”内源性“（endogenous）节奏（也就是体内自我生成的节奏，类似人类的心跳）

猛犸洞实验

1938 年，芝加哥大学的纳塞尼尔·克莱德曼教授和他的研究助理共同进行了一项研究：他们带着 6 星期的食物和水住到肯塔基州的猛犸洞里，这个洞穴深邃到完全无法探测到阳光。

他们在黑暗中度过了 32 天，这个过程中有两个突破性的发现：

• 人类跟植物类似，在没有阳光的情况下也会形成自己的昼夜节律
• ”清醒-睡眠“的周期比 24 小时略长

昼夜节律——即大约一天的周期，而不是精确的一天。后来的研究确定了一个成年人的体内生物钟平均持续时间大约是 24 小时 15 分钟。因为我们是生活在正常的日光条件下，而阳光就像钟表校准一样，会把我们的生物钟调整为 24 小时。

任何大脑用于时间重置的信号都被称为”授时因子“（zeitgeber）

除了阳光以外，还有其他外部信息也可被大脑用作可靠重复的信号：

• 食物
• 运动
• 温度波动
• 定期的交流

失明的人就有可能利用这些外部信号来维持他们的昼夜节律。

24 小时生物钟处于大脑中央一处被称为”视交叉上核“（suprachiasmatic nucleus）的地方。视交叉上核会利用传入眼睛的可靠的光信号来校准不准确的内在时间，将其重置为精确的 24 小时周期，从而防止任何偏差。

昼夜节律的其中一个体现是身体温度的昼夜节律，体温的昼夜节律变化跟你是否真的睡着是没有关系的。不管你睡着与否，体温的昼夜节律都是会按一定的规律每 24 小时重复一次。

每个人的昼夜节律都不一样

通常来说，有三种类型的人：

1. ”晨型人“（约占总人口的 40%）
2. ”夜猫子“（约占总人口的 30%）
3. 介于”晨型人“和”夜猫子“之间（约占总人口的 30%）

社会工作日程的安排对”夜猫子“是非常不利的，因为一般工作都要求朝九晚六，而”夜猫子“可能凌晨一两点才睡觉，早上 10 点才起来；如果让他们去做朝九晚六的工作，那很大部分时间他们都是萎靡不振的。因此很多人会对”夜猫子“贴上”懒惰“的标签，这其实是不公平的；因为睡眠类型（chronotype）（即早起性或熬夜性）是由基因决定的。

到这里很多人可能就会有疑问：作为社会性物种，我们为什么会有这样的差异呢？大自然为什么会这样安排？大家都保持同步，这样不是更能保证人类的充分互动吗？

也许不是，书中提到，人是群居动物。假如一部分人是凌晨 1 点到早上 9 点睡觉，另一部分人是晚上 9 点到凌晨 5 点睡觉；那他们组合起来的话，尽管每人都得到了 8 小时的睡眠，但整体却只有 4 个小时处于易受攻击的状态（即每个人都在睡觉的时候），而不是 8 个小时，这有可能提升 50%的存活率。这就是大自然的智慧。

褪黑激素

褪黑激素在夜晚释放，从大脑后部深处的松果体释放到血液中。但褪黑激素对睡眠的产生几乎没有任何影响，它只是给大脑发出指令要开始睡觉了，但能否睡好它不管。类比短跑运动的发令员，只负责下令，至于结果，需要看各运动员的表现。

跟体温节律一样，褪黑激素的浓度在一天中也是有规律的。

关于时差反应

生活在旧金山的人，出差从旧金山飞伦敦，伦敦时间比旧金山早 8 小时，假如到达伦敦时是早上 9 点，但他的生物钟却处在另一个时间——旧金山时间，此时是凌晨 1 点。正常这个时候他应该在睡觉，这种时差反应会严重影响睡眠与精神状态。不过，他体内的视交叉上核会通过伦敦的阳光信号来适应这里的时间，大约需要 8 天（跟两地时区数相关）

向东旅行时，要适应新的时区比向西旅行要困难得多，有两个原因：

1. 向东你要比平时更早睡，而相西你要比平时更晚睡，后者更符合我们人类的本性
2. 向西相当于跟着生物钟的方向走，而由前面的知识我们了解到人类自然的昼夜节律本就比 24 小时略长，所以这种情况我们更能适应。而向东走时，相当于“一天”是不够 24 小时的，这种情况会让我们体内的生物钟感到不适

这种时差反应对身体有很大的坏处：

• 大脑中学习和记忆相关的部分受损，尤其短期记忆力会受到严重损害
• 癌症和 2 型糖尿病的发病率远高于普通人群

睡眠压力和咖啡因

本篇开头有讲到影响睡眠的两大因素，其一是 24 小时昼夜节律，其二就是制造睡眠压力的化学物质——腺苷。清醒的时间越长，腺苷积累就越多，会导致人们感到越困。而咖啡因则可以通过霸占跟腺苷相结合的受体来人为地降低腺苷的睡眠信号。通俗地讲可以类比用手捂住耳朵隔绝声音。

咖啡因会在服用后 30 分钟达到最大效果，而大部分人体内的代谢系统清除掉一半的咖啡因浓度需要 5~7 小时。部分特殊的人在这方面的代谢能力较强，因此他们可能喝下一杯咖啡后仍能安稳入睡。

对于咖啡因的影响，NASA 在 20 世纪 80 年代对蜘蛛做了一个实验：

NASA 的科学家对蜘蛛施用了不同的药物，然后观察它们结出的网。结果就是，与其他被测试的药物相比，这些蜘蛛在咖啡因的作用下更加无法结出正常的网。

24 小时昼夜节律和腺苷

图 5 过程 S 表示腺苷的睡眠驱动，过程 C 表示昼夜节律的清醒驱动，可以看出，S 和 C 之间的距离越短，人就越清醒，反之人就越想睡觉。而且，24 小时昼夜节律和腺苷对调节睡眠的影响是相互独立的。

在通宵一天之后，在接下来的一天通常都会很疲惫很想睡觉，但其实有一段时间是相对清醒的，就在上午 11 点左右，这是为什么呢？主要原因是通宵的话腺苷会持续分泌，而昼夜节律却不影响，具体看图 7：

由图 7 可以看出，在通宵后第二天的上午 11 点左右，C 和 S 之间的距离比前一天凌晨 3 点时还要短。但不幸的是，这个清醒的持续时间并不长，从图中可以看到，随后的时间，C 和 S 之间的距离会一直增大。

我的睡眠充足吗

如何判断自己睡眠是否充足：

1. 如果早上醒来后仍能在上午 10 点或 11 点再次睡着，说明睡眠不足或睡眠质量不行
2. 中午之前如果不能在不依靠咖啡因的情况下保持最佳状态，说明你平时可能在使用咖啡因应对睡眠不足

还有其他的问题也能测出睡眠不足的迹象：

• 没有闹钟就会睡过头
• 阅读时需要一次或多次重复阅读同一句话