人类为什么要睡觉？科学家至今没有找到确切答案

斯坦福大学医学院的研究小组最近在《自然》杂志上发表的一篇论文指出，斑马鱼睡眠时的神经活动与人类相似。这意味着睡眠活动至少在4.5亿年前进化，当时地球上所有的动物都还生活在海里。

吃饭和睡觉是每个人每天都要做的事情。但是谁曾想过为什么人们睡觉似乎是一个极其简单的问题，但是答案比你想象的要复杂得多。多年来，科学家们做了许多推测和推测来解释为什么人类每天晚上都需要睡觉，但是到目前为止还没有一个统一和明确的答案。

睡眠是为了保存能量吗？

能量守恒理论在睡眠原因的推测中是众所周知的，它认为睡眠只是保存能量的一种方式。对此，长期从事睡眠心理学基础研究的国家“万人计划”杰出青年、西南大学睡眠神经影像中心主任徐磊教授告诉《科学日报》，1975年，美国神经科学家伯格提出睡眠的目的是降低基础代谢率，保存获得的能量，恢复白天损失的能量。动物也开始从慢波睡眠中冬眠。慢波睡眠的特征与人类睡眠非常相似，这表明睡眠与冬眠有一个共同的目的——节能。“但目前，反对这一观点的声音非常高。一种相反的观点认为，睡眠可以节省大约5%-10%的能量，最多15%，并且节省的能量非常有限。恢复和维护的理论可能过于粗糙和简单。”徐磊说。

的确，睡眠确实能帮助我们节约能源，这对为食物和衣服而挣扎的动物和原始人来说是至关重要的。在食物短缺的季节，动物会通过延长睡眠时间甚至开始冬眠来节省能量。然而，随着进化的推进，一些物种，如人类，不再整天奔波填饱肚子。有些人甚至说睡一个晚上只能节省大约110卡路里，相当于一个热狗面包的热量。这是否意味着人们每天只需要多吃一个热狗面包就不用睡觉了？显然，答案是否定的。这表明，除了有助于节约能源，睡眠对人类还有其他更重要的意义。

睡眠是为了更好的学习和记忆吗？

与能量守恒理论不同，其他人提出了睡眠的功能理论。这个理论学派认为睡眠是为了实现某些功能，如“记忆巩固”。许多睡眠剥夺实验表明，睡眠影响长期记忆的巩固。无论是动物还是人，如果他们在学习新知识并复习所学知识后睡觉，记忆效果会好得多。

“睡眠的功能理论已经被广泛认可。目前，学术界普遍认为睡眠有利于神经组织的修复和生长，以保证第二天的正常功能。”徐磊说，睡眠可以保护和巩固记忆，良好的睡眠对第二天的重新学习也有重要作用。通过神经成像和其他技术手段，人们已经发现了睡眠中记忆保护的更多细节。在睡眠期间，白天编码的记忆信息将被重新激活和重放。这些记忆信息的重新激活与睡眠中的特定脑电波密切相关，包括纺锤波和慢波。

人们也逐渐意识到不同的睡眠时间有不同类型的记忆巩固。例如，在前半个晚上，慢波睡眠更频繁，主要是巩固陈述性记忆和空间记忆。“我们建议青少年早睡早起。事实上，加强陈述性记忆，如知识和公式，是非常有帮助的徐磊说。在后半个晚上，快速眼动睡眠更多，这与程序记忆和情绪记忆的巩固有关。“这就是为什么一些情绪紊乱的病人在午夜后经常会做更多可怕的梦，甚至是噩梦。”他说。

近年来，“突触体内平衡”已经出现。“突触体内平衡理论实际上是对睡眠学习和记忆功能理论的一种解释，主要解释记忆巩固过程中大脑发生的事情。”徐磊说突触体内平衡理论认为突触是神经元之间的信息传递通道。当人们醒来时，新的信息不断地输入大脑。为了满足信息传递的需要，突触活动不断增强。但是突触不能无限活跃，否则就没有形成新记忆的空间。然而，由于睡眠期间与外部刺激的相对隔离，突触在此期间完全休息，突触的相对收缩为新的一天接收信息输入和学习新的东西做准备。事实上，为了解释睡眠和记忆巩固之间的关系，一些学者也提出了系统巩固假说。根据这一假设，记忆的巩固主要取决于前额皮质和海马体的协调。海马负责暂时储存白天形成的新记忆，而前额叶皮层在睡眠时将暂时储存的记忆分配给整个大脑。这是一个完全不同于突触体内平衡的假说。

关于睡眠还有其他什么假设吗？

除了上述假设，还有关于人类为什么睡觉的理论，如恢复和修复功能理论、身体免疫理论等。

徐磊解释说，上述理论分别从新陈代谢和免疫的角度阐述了睡眠的功能。恢复和修复功能理论认为，睡眠能让大脑和身体在一天的工作后休息、修复和恢复。人体免疫理论发现，睡眠可以提高血液中的T淋巴细胞和B淋巴细胞水平，健康的睡眠有助于激活免疫系统、提高免疫力和再生免疫功能等。

徐磊说，关于睡眠的原因，每种理论都有一些合理的观点，但目前的理解是，它们都可能有偏见。“这些理论可能是正确的，但是需要进一步的研究来证实它们。科学探索的过程实际上是一个不断否定现有理论从而接近真理的过程。”徐磊强调，目前睡眠研究已经取得了一些重要成果。例如，最近几年的研究表明，不同的睡眠阶段可能更强调它们的功能。慢波睡眠更有利于大脑系统的巩固，而快速眼动睡眠则有利于突触的巩固。许多内源激素的合成和代谢都与睡眠周期有关。儿童入睡后生长激素水平增加，慢波睡眠期分泌达到高峰。睡眠时淋巴细胞的有丝分裂和骨骼生长最快。在白天，当身体活动势头很大时，慢波睡眠的比例就会增加。

动物以奇怪的方式睡觉。

为了找出睡眠的原因，一些科学家观察了自然界动物的睡眠模式，但最好不要这样做。这一观察使事情变得更加复杂。因为尽管睡眠在动物中也很常见，但它们的睡眠方式不同。蝙蝠一天睡20个小时。然而，这匹马似乎采用了所谓的“达芬奇睡眠法”，每天只需要小睡几下，总共只有3个小时。即使是爬行动物、鱼类、果蝇和线虫也有安静的休息时间，对外界刺激的反应也减少了，尽管科学界仍对将其定义为“睡眠”犹豫不决。

“睡眠是动物适应环境的重要结果，并且受到进化的影响。徐磊说，动物睡眠模式的多样性主要体现在两个方面:白天和晚上的活动程度以及睡眠时间。例如，猫头鹰在晚上出来，而云雀在清晨出来。一般来说，食物链底端的食草动物睡眠时间较短，而食物链顶端的大型食肉动物，如老虎和狮子，睡眠时间较长。食草动物睡眠时间短，睡眠周期转换快，有利于长时间进食，避免被食肉动物捕获的危险。然而，大型食肉动物可以通过睡眠减少热量消耗，实现身体的有效恢复。

他说动物睡眠中另一个有趣的现象是大脑半球睡眠。一些生活在水中的哺乳动物和鸟类，如海豚和军舰鸟，可以用一半大脑睡觉，另一半保持清醒。它们可以通过大脑的两个半球交替睡眠，以满足长距离迁徙和避免被捕食的需要。“近年来，我们发现在一些特殊条件下，比如进入一个陌生的睡眠环境，大脑也会出现类似的半睡半醒现象。”徐磊说。

睡眠是如此的多态，以至于那些想要找到一个普遍的睡眠终极解释的研究人员非常苦恼。然而，一些专家指出，许多物种的睡眠都有一些共同之处——大脑的变化，比如在睡眠中失去全部或部分意识，以及睡眠不足会损害认知功能。为了清楚地理解睡眠，我们必须研究大脑和神经，但在神经科学领域仍有进一步研究的空间，一切仍不确定。