你是不是也一到午夜就無比精神？

甚至覺得如果有熬夜大賽，自己一定能得雙料大滿貫？

羨慕大家的“少年不知睡覺香”！

而有的人就不一樣了，為(wei) 了能好好睡一覺，住進了上海市精神衛生中心......

不論你是常常熬夜，還是對睡眠求而不得，你知道睡覺和行為(wei) 有著什麽(me) 樣的關(guan) 係嗎？人在極度缺少睡眠的情況下會(hui) 怎樣嗎？

曾經，各路科學家為(wei) 搞清大腦-睡眠-節律的相關(guan) 機製，做了一係列的研究和實驗，其中就有腦電波實驗、地堡生物鍾實驗、睡眠剝奪實驗。

這裏不得不提起一段恐怖的視頻，即所謂的“蘇聯睡眠剝奪實驗”。

傳(chuan) 聞二戰時期，蘇聯為(wei) 研究某種能使人保持清醒的氣體(ti) 展開“睡眠實驗”。在此期間，5名犯人被關(guan) 在食物充足的房間內(nei) ，並向此房間內(nei) 釋放這種能使人保持清醒的氣體(ti) 。

中途，這項實驗由於(yu) 受試者情況糟糕而叫停，軍(jun) 方解救人員解救受試者時，受試者已經變成了沒有神誌的吃人怪物......（瑟瑟發抖）

事實上這個(ge) 恐怖的睡眠剝奪實驗已經被證實是假的。

謠傳(chuan) 的第一張照片：受試者進入房間前的合照。其實是紀念一戰期間第一次使用防毒麵具的照片

那麽(me) ，目前為(wei) 止，有沒有就睡眠展開的成功實驗呢？

答案當然是：有。

01腦電波研究實驗

要探究睡眠活動，有個(ge) 繞不開的研究，那就是腦電波。

1924年，德國的精神學教授漢斯∙貝格爾（Hans Berger）首次對人類的腦電活動進行了測量和描述。

圖片來源Study.com

貝格爾將2根針狀的電極從(cong) 頭外傷(shang) 患者的顱骨缺損處直接插入大腦皮層處，記錄出了有規則的電活動。

圖片來源Study.com

貝格爾還發現即使不把電極插入腦內(nei) ，而是放置在頭皮上，電極也能記錄這種電活動。

他把正常人在安靜閉目時主要出現在枕頂部的10Hz、振幅 50μV左右的規整波命名為(wei) α波。當受試者睜開眼睛注視物體(ti) 時，α波消失，出現18-20Hz、20-30μV的波，命名為(wei) β波[1]。

貝格爾把上述的腦電活動記錄下來，稱為(wei) 腦電圖。有了腦電圖，研究睡眠現象就多了一個(ge) 考察指標。

貝格爾描述的腦電圖，圖片來源見水印

02快速動眼睡眠實驗

1951年，尤金·阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）在8歲兒(er) 子的協助下進行腦電波檢測實驗。

長達數小時的監測後，腦電圖機上的記錄突然開始了不規則移動，也就是說孩子的大腦和眼部肌肉正處於(yu) 興(xing) 奮狀態，而事實上，孩子正處於(yu) 熟睡狀態。

這種情況在晚間睡眠中多次發生。他將這種奇怪的現象稱為(wei) “快速眼球運動（REM，Rapid eye movement）”。

隨後，阿瑟林斯基招募了20名正常的成年人到實驗室。當這些誌願者進入睡眠並出現快速眼球運動現象時，將他們(men) 喚醒並詢問他們(men) ，發現大部分誌願者此時正在做夢。1953年，這項發現正式發表。

圖片來源Science

此後，威廉·迪蒙特（William C. Dement）和納撒尼爾·克萊特曼（Nathaniel Kleitman）將睡眠分為(wei) 非快速眼動睡眠（NREM，Non-rapid eye movement sleep）的四個(ge) 階段和快速眼動睡眠。這揭開了睡眠研究的新篇章。

03地堡實驗——研究生物鍾

正是腦電波和快速動眼睡眠的發現為(wei) 研究生物節律提供了研究基礎，根據腦電波的變化，人們(men) 能輕易判斷出受試者究竟是在清醒狀態還是睡眠狀態。

在此基礎上，著名的睡眠研究員克萊特曼和他的學生在地下花費了1個(ge) 月的時間來探索人體(ti) 自然節律，這就是著名的地堡實驗。

圖片來源The Scientist

該實驗1938年6月4日開始，至同年7月6日結束，共曆時一個(ge) 月。

克萊特曼和他的學生理查德為(wei) 研究人體(ti) 適應非24小時的循環能力，在肯塔基州找到了一個(ge) 遠古猛獁洞穴，該洞穴位於(yu) 地下140英尺的地方，沒有自然光照，溫度維持在寒冷的54華氏度左右，因而無法為(wei) 研究者提供晝夜變化的光照和溫度線索。

研究者使用燈籠調節光線，並製定了睡覺9小時、工作10小時然後再休息10小時的28小時循環方案。這期間兩(liang) 位實驗者睡眠時間錯開，並相互檢測體(ti) 溫，清醒時2小時檢測一次，睡眠時4小時檢測一次。

圖片來源The Scientist，左克萊特曼，右理查德

試驗期間，學生理查德僅(jin) 僅(jin) 用了大約一周時間就已經適應了28小時的作息規律，而克萊特曼則極難適應28小時的作息安排，更傾(qing) 向於(yu) 24小時的作息規律。在他體(ti) 內(nei) 似乎有一個(ge) 不受外界環境幹擾的生物鍾在獨立運行。且該研究發現人體(ti) 體(ti) 溫睡眠時開始有所下降，清醒後又有所上升。

1962年，法國地質學家米歇爾·希夫（Michel Siffre）深入洞穴中進行勘察。在勘察時，他未帶手表，以睡眠時間來推算他勘察的時間。離開時，他的記錄本上共有36天的記錄，因而當時的時間應該是8月20日，而真實的日期已經到了9月14日了。

為(wei) 什麽(me) 真實的時間比他記錄的時間長呢？人的工作-睡眠周期難道不是24小時嗎？

圖片來源Cabinet

為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，希夫在美國德克薩斯州的一個(ge) 洞穴中開始了他的第二次實驗。這次，他最終在洞穴中度過了205天。

隔離期間，隨著時間的推移，他的作息開始混亂(luan) ，一覺睡15個(ge) 小時，或者48小時的一天和平時普通的一天沒什麽(me) 兩(liang) 樣。無聊的洞穴生活讓他非常崩潰，而混亂(luan) 的作息無形中加重了他的崩潰。

在沒有其他因素幹擾的情況下，原有的作息規律可能會(hui) 被打破。

圖片來源Cabinet

正常情況下，人類長期的自然生活所形成的睡眠-覺醒這一作息規律很難被更改。但這一規律也不是完全精準可靠的，在外界條件改變、人為(wei) 幹預的情況下這一周期的規律性可能會(hui) 被打破。

那麽(me) ，人可以長期不睡覺，將全部精力用來工作嗎？最長可以連續多久不睡覺呢？

04睡眠剝奪實驗

為(wei) 了探究這些與(yu) 睡眠有關(guan) 的問題，研究者以某些動物為(wei) 實驗對象進行了睡眠剝奪實驗。

目前最常用的幾種睡眠剝奪試驗方法有：平台睡眠剝奪技術、強迫運動睡眠剝奪法、輕柔刺激法、藥物睡眠剝奪法和剝奪杆睡眠剝奪法。

圖中使用的是平台睡眠剝奪技術，小鼠位於(yu) 被水包圍的平台，一旦入睡就會(hui) 落水驚醒。

圖片來源 Wikipedia

實驗結果顯示，睡眠剝奪會(hui) 影響實驗動物的生理功能和行為(wei) 。

大鼠在完全睡眠剝奪後飲食、能量消耗量增加，代謝加快，體(ti) 重下降；最後疲憊不堪、皮毛蓬亂(luan) 、沒有光澤，抵抗病原體(ti) 的能力下降。

睡眠剝奪96小時後，大鼠表現為(wei) 興(xing) 奮性提高，警覺性、探究行為(wei) 和攻擊性增強。

睡眠剝奪7天後大鼠警覺性、辨別力和防禦能力下降。

除此以外，睡眠剝奪會(hui) 導致動物學習(xi) 和記憶能力下降。長期的睡眠剝奪會(hui) 導致動物死亡。

當然，也有人以自己為(wei) 實驗對象進行了睡眠剝奪實驗。

1964年，17歲的高中生蘭(lan) 迪·加德納（Randy Gardner）睡眠剝奪長達264個(ge) 小時（11天），打破了之前的世界睡眠剝奪的記錄。

這一實驗對加德納產(chan) 生了負麵影響，實驗中，他變得喜怒無常、注意力和記憶力出現問題，出現幻覺並表現出偏執。

加德納在實驗中，圖片來源World-of-lucid-dreaming

1977年，美國的Maureen Weston保持清醒449個(ge) 小時，長達18.7天。在此過程中，他出現了情緒失控、焦慮，記憶障礙，出現幻覺等問題。

長期的睡眠剝奪會(hui) 對人體(ti) 造成巨大的負麵影響，或許正是出於(yu) 這個(ge) 考慮，世界紀錄認證機構決(jue) 定對這類實驗不再進行報道和記錄。

講了這麽(me) 多，有關(guan) 睡眠的實驗你了解了嗎？

睡眠剝奪這麽(me) 可怕，小夥(huo) 伴們(men) ，要遵循人體(ti) 的睡眠和生物鍾規律，珍惜睡眠時間，保障睡眠質量哦。

[1] 魯在清. 腦電圖的發現及發展簡史[J]. 現代電生理學雜誌, 2012, 19(2): 113-113.[2] Joshua Foer, Michel Siffre. Caveman: An Interview with Michel Siffre. Cabinet (2008) Issue 30: The Underground Summer.[3] 幾種常見的睡眠剝奪試驗方法及優(you) 劣比較. 中國實驗動物信息網[4] Rebecca Turner. How Long Can You Survive Without Sleep? World-of-lucid-dreaming[5] 都市傳(chuan) 說：聊一聊關(guan) 於(yu) “俄羅斯睡眠實驗”那些事. 獵奇症侯群
END

審核專(zhuan) 家：朱廣思，北京科普作協會(hui) 員

蝌蚪五線譜原創文章/轉載注明來源


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