第3章 數羊

案例

體育館又大又沒有窗戶，地上鋪了長長的一排床墊，西蒙·斯坦中士在其中一個床墊上躺下。他自愿報名參加了一個研究項目，這個項目的內容就是和其他34名士兵一起，每天在不同的時間段完成相當多的心理和身體測試，項目會持續若干天，但是具體的天數沒有確定。一天中1/3的時間里他們可以睡覺，其余時間需要接受測試。這看起來比他日常的工作舒服多了，因為西蒙的部隊需要經常輪班，工作時長比2/3天還要長，而且工作時間段經常變化，很難適應。他已經完成了第一輪測試，現在可以躺下來睡覺了，一個汽笛聲意味著可以休息了，隨后大堂的燈光熄滅了。現在，西蒙躺在黑暗中的床褥上，他睡不著，腦子里思考著第一輪的測試。整個休息時間段里他都沒睡著，天花板的燈就亮了，一個高分貝汽笛聲指示所有人進入下一個測試環節。

第二階段需要他們完成的任務不是特別難，有些還很有意思，比如，反應時間測試需要他們根據面前屏幕上左右兩盞燈的開關情況，按下相應的左右兩個按鈕，另一個測試需要他們根據時間間隔舉啞鈴，在一張寫滿了p's、q's和d's的紙上劃掉p's，做簡單的加法或乘法，記住購物清單內容，以最快的速度騎動感單車。這么多任務將測試時間填得滿滿當當，在下一個任務真正開始之前他們經常以為可以休息了。

雖然已經過了許多天明暗更替的日子，但是不管數了多少只羊，西蒙仍然無法入睡，他感覺到自己的身體已經透支了。終于，幾個測試周期之后，他的腦袋一碰到枕頭就像土撥鼠一樣睡著了，直到笛聲和燈光將他從睡夢中拽起來。

雖然他確信所有的任務都和第一天一樣進行得很順利，但是他還是模模糊糊地感覺到測試負責人的熱情隨著研究的推進在不斷減少。雖然他們從測試負責人那里不會得到什么反饋，但是西蒙是一個仔細的觀察者，他覺得他們的態度發生了變化。盡管他們很頻繁地輪班（不像西蒙和其他被試者那樣一直參與實驗），但他們看起來十分疲憊。這個項目持續的時間越長，他就越是覺得累。但是，他卻在某幾個測試周期中完全沒有睡覺，在另外幾個測試周期中反倒睡得很香。在整個實驗過程中，他失去了時間概念，但是在成功完成一次測試之后他已經能夠找到一點睡意了，他逐漸找到了自己睡眠的規律，覺察到了規律。在某些特定的測試周期里，無論多么困乏，他始終無法入眠。其他被試者也有同樣的問題，表現為間歇性的疲倦模式。最終，這個項目因被試者的普遍疲倦而中斷了。

理論

本章的案例故事是眾多實驗的縮影，這些實驗的目的是研究人們在一天中不同時段體現出的能力差別。所有這些實驗的共同點是：被試者必須在人為控制的條件下生活幾天，接受無數的測試。案例故事的原型是一個由以色列士兵參加的實驗。軍隊一直很關注這樣的問題：使人疲勞的原因是什么，以及——對我來說也很重要——為什么睡眠不足會對能力發揮產生嚴重的負面影響。軍隊希望能找到一種辦法，使士兵在執行任務的時候不會睡很長時間。我能夠理解軍隊的意圖，如果有種藥的副作用是阻止失眠1，我或許會把它用在士兵身上，這樣就能挽救許多生命——不僅是士兵的生命。我的觀點是：如果以減少睡眠為目的對士兵使用了藥物，那我就成了一臺毫無情感的醫療機器。在這里我并不想過多地談論政治問題，我只想解釋，為什么軍隊對睡眠研究如此感興趣。

時間生物學家（研究生物鐘的科學家）之所以對睡眠感興趣，是因為人類和其他動物的睡眠時間對生命個體的生物鐘有很重要的影響。除了睡眠時間，睡眠還有許多有意思的方面，例如睡眠階段、睡眠的功能、睡眠與免疫系統的相互影響等等。時間生物學與睡眠研究本來是兩個不相干的科學分支，但是，兩個領域的科學家逐漸意識到，他們可以互相學習、加強合作。睡眠的調節理論就是連接兩個研究領域的好例子，該理論是睡眠研究學者阿歷克斯·博爾貝利與時間生物學家謝爾蓋·達安共同合作的成果。

兩個人都知道，睡眠至少由兩個因素調節：疲憊程度和時間。疲憊與睡眠的聯系是人們在知道生物鐘之前就了解的：我們清醒的時間越長，就越疲憊，這是很正常的事情。但是，在發現生物鐘之前，人們就會經歷那種即使非常疲憊也無法入睡的情況。

博爾貝利和達安把入睡的原因比喻為兩種簡單的振動模式。假定這兩種振動模式分別由沙漏和鐘擺提供，沙漏和鐘擺將產生不同的節奏。沙漏必須人為地調轉方向，而鐘擺可以自動轉換搖擺方向。沙漏兩頭的玻璃球容器就像“睡眠壓力”——沙子逐漸地進入沙漏一頭的玻璃球容器，正如睡意漸漸地變濃。如果“沙子”充滿了整個容器，我們就睡著了。將沙漏倒置之后，沙子從一頭的玻璃球容器流出，當“沙子”完全倒空之后，我們就醒過來了。下圖所示的鋸齒模型就表現了這種持續變換的過程。

到目前為止一切解釋都很順利。但是這個模型沒能解釋為什么我們在某些時候即使不累也能睡很久，但是在另外一些很累的時候卻睡不著。這個模型也沒能解釋為什么我們多數人都或早或晚在同一時間（多半是在夜晚時間）睡覺。不過，這個圖卻可以表現這種情況：我們某一次超過了一定的時間還沒睡覺（睡眠延遲），那么我們從此上床睡覺的時間就會變晚了（見下圖）。

這與我們的實際經驗不符：我們上床睡覺的時間或有變化，但多數人在相對穩定的時段內，入睡時間亦相對固定。后者作為同一地區內普遍的入睡時間，恰是地球上此一區域的球面背離太陽的時候。

達安和博爾貝利的理論假設日常節律在睡眠壓力的最高值與最低值之間擺動。

現在這一模型能夠解釋，為什么我們偶爾一次推遲睡眠并不會導致此后的入睡時間都隨之延遲：一旦我們睡足了覺，日常節律就會將睡眠時間“推回”此前所習慣的時間。因此下面這個模型更接近我們日常的生活經驗。

至此讀者朋友們既已對科學家關于睡眠延遲的看法有所體認，我們便回到斯坦中士的例子上來。也許有讀者會認為那只是個例，但個例并不會讓科學家終止實驗。是因為實驗的要求太過嚴格嗎？不是的，畢竟參加實驗的都是訓練有素的士兵，他們能夠承受嚴酷的工作。他們所以會感到從未有過的疲憊，是因為在實驗里的“一天”或者叫作“周期”太短了，只有30分鐘！前20分鐘他們接受測驗，然后汽笛響起，燈光熄滅，他們必須迅速躺到床褥上，睡10分鐘。如果睡眠只經由清醒的時間間隔來調控，那么士兵們便不應有任何抱怨。鑒于每30分鐘就可以睡10分鐘，那么他們理應得到了足夠的睡眠。但事實上，他們從未有過如此強烈的睡眠壓力。

睡眠的調控是非常復雜的：實驗的第一個小時里，士兵們都睡不著，因為他們還未達到睡眠壓力的最高點。在實驗的后期，睡眠需求達到了最高點，但他們的睡眠卻無法維持8小時，而是每10分鐘就被叫醒一次，然后接受20分鐘的測試。達安和博爾貝利的模式并沒有表明的是，在一天24小時中，不管多累，我們都需要一段時間才能入睡。睡醒后通常保持一天（12小時）的清醒狀態，這也是斯坦中士在10分鐘內不能入睡的原因，在一般條件下，他只需一會兒便可以睡著，但是實驗沒有給他足夠的時間。最后，鑒于士兵們都處于缺乏睡眠的狀態，實驗便也難以為繼。

有趣的是，我們體內時間的一天里，有一段時間是睡意最少的，后者與我們最困的時間之間的間隔很短，看起來似乎是睡眠禁區1。這一現象就是在上文案例的實驗中被發現的。

睡眠減少也應用在嚴刑拷問中。多數情況下，這一招確實管用，缺點就是最后犯人可能會疲憊到失去意識，或者開始承認他從未犯下的罪行。我還真的接到過一個警方審訊部門的電話，那位警官問我能否從時間生物學和睡眠研究者的角度給他提供一個方法，用以減弱犯罪嫌疑人的防御意識。我禮貌地答道，他可以滾開或者給國際人權組織打電話。

本章介紹了睡眠調控的多種因素。我們不會因為累極了就睡著，體內生物鐘調節著我們的入睡時間和睡眠質量。然而這種生物鐘究竟是什么，怎樣發揮作用，具有怎樣的重要性？第一個發現這一生物學重要基礎的科學家又是誰呢？

1 Modafinil就是這樣一種神奇的藥物，服用之后即使睡覺時間很短也沒有特別的感覺，但是注意：我們對睡眠的了解很少，我們不能斷定睡眠時間少有什么長遠的影響。就像疼痛感是一種警告一樣，我們不應該忽略睡眠。

1 睡眠禁區被研究者們稱為“清醒維持區”。