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不睡覺、睡不好覺後果:大腦要受損傷

為什麼睡眠是最好的藥? 出生於英國利物浦的神經科學教授馬修·沃克對此進行了解釋為什麼睡眠是最好的藥?出生於英國利物浦的神經科學教授馬修·沃克對此進行了解釋

新浪科技訊北京時間8月10日消息,據國外媒體報導,在發達國家中最令人恐懼的兩大疾病是癡呆症和癌症,二者都與睡眠不足有關。越來越多的研究表明,睡眠不足還是決定你是否會患上阿爾茨海默症的關鍵生活因素。

  睡眠質量——特別是深度睡眠,又稱非快速動眼睡眠(non-rapid eye movement,簡稱NREM),這是我們夜間第一階段的睡眠——會隨著我們的年齡增長而自然衰退,並且與我們的記憶力衰退有關。

  如果你對一位阿爾茨海默症患者進行評估,會發現其深度睡眠的中斷更為誇張。或許更有說服力的是,睡眠障礙早在阿爾茨海默症發病數年前就已經持續數年,表明這可能是該疾病的早期預警信號之一,甚至是致病因素之一。

大腦學習新事物和在多年之後仍然保持記憶的能力,取決於我們睡眠的質量和數量大腦學習新事物和在多年之後仍然保持記憶的能力,取決於我們睡眠的質量和數量

  阿爾茨海默症與一種蛋白質的有毒形式——β-澱粉樣蛋白——的累積有關,這種蛋白質通常在大腦中的黏性團塊或斑塊中聚集。不過,澱粉樣蛋白斑塊只影響大腦的一部分,對其他部分卻沒有影響,其中原因還不得而知。

  最令人震驚的是阿爾茨海默症早期階段和後來最嚴重的時候,澱粉樣蛋白在大腦中積累的模式。這些蛋白質會聚集在額葉中部,而額葉正是非快速動眼睡眠產生所必需的。

  英國神經學家馬修·沃克(Matthew Walker)和加州大學伯克利分校的阿爾茨海默症研究權威威廉·賈古斯特(William Jagust)合作發現,大腦額葉中部區域積累的澱粉樣蛋白越多,深度睡眠的質量就越差。目前他們分析的問題是,這一睡眠過程中腦電波活動的顯著減少能否作為一個早期識別標誌,揭示出哪些人患上阿爾茨海默症的風險最大。

馬修·沃克還注意到(儘管沒有嚴格的科學論證),前英國首相撒切爾夫人和前美國總統羅納德·裡根都曾宣稱自己一天就睡四、五個小時,而他們後來都患上了阿爾茨海默症  馬修·沃克還注意到(儘管沒有嚴格的科學論證),前英國首相撒切爾夫人和前美國總統羅納德·裡根都曾宣稱自己一天就睡四、五個小時,而他們後來都患上了阿爾茨海默症

  對小鼠的進一步研究顯示,缺少深度睡眠還會影響所謂的“夜間能量清潔”,即大腦所浸潤的腦脊液會排出代謝廢物。如果沒有充足的睡眠,這一過程就無法發生,從而導致惡性循環,澱粉樣蛋白斑塊阻止深度睡眠,而缺少深度睡眠反過來會阻止大腦清潔,導致積累更多的澱粉樣蛋白斑塊。

  由此可以作出預測:成年期間睡眠過少會顯著提高患上阿爾茨海默症的風險。

  馬修·沃克還注意到(儘管沒有嚴格的科學論證),前英國首相撒切爾夫人和前美國總統羅納德·裡根都曾宣稱自己一天就睡四、五個小時,而他們後來都患上了阿爾茨海默症。現任美國總統唐納德·特朗普也宣稱自己的睡眠時間很短,或許他應該注意一下。

  你是否想過自己的記憶是如何運作的?例如,你怎麼可能日復一日地學習新事物,並且在幾週、幾個月或幾年後仍然記得?這也正是馬修·沃克及其團隊在幾年前的研究中所回答的問題。

  他們發現,睡眠在學習過程中發揮著至關重要的作用,包括學習前(使大腦做好產生新記憶的準備)和學習後(鞏固這些記憶並防止遺忘)。

睡眠障礙早在阿爾茨海默症發病數年前就已經持續數年,表明這可能是該疾病的早期預警信號之一,甚至是致病因素之一  睡眠障礙早在阿爾茨海默症發病數年前就已經持續數年,表明這可能是該疾病的早期預警信號之一,甚至是致病因素之一

  一開始,研究人員希望了解在清醒時不斷獲取信息的大腦如何將信息保存下來。眾所周知,在記憶別人的名字或新的電話號碼時,你大腦中的海馬體(成對出現在左右腦半球深處的長條形手指狀結構)提供了臨時存儲記憶的場所,使新的記憶得以積累。

  遺憾的是,海馬體的存儲容量很有限。那麼,大腦如何利用這有限的存儲容量,以及睡眠是否在這一過程中發揮作用?

  為了找到答案,馬修·沃克的團隊將實驗參與者分成兩組,每組都給予了一個很嚴格的學習任務:記住100個面孔及其對應的名字。兩組參與者的結果不相上下。之後,其中一組可以小憩90分鐘,另一組則保持清醒,玩棋盤遊戲或瀏覽網頁。然後,研究人員又要求他們記憶另外100個面孔及其對應的名字。

  休息了90分鐘的小組獲得了明顯更好的結果,並且比之前的成績有所提高,而保持清醒的小組則表現得比之前糟糕得多。這次實驗在下午6點時結束,兩個小組之間的差異十分明顯:睡了一覺的小組在學習上有20%的優勢。接下來,研究人員希望了解睡眠如何帶來這些優勢。

  分析小睡組成員的腦電波為研究人員提供了答案。記憶更新過程發生在程度較輕的非快速動眼睡眠第二階段,此時會出現短暫且強有力的腦電波活動,稱為睡眠紡錘波。小睡期間的睡眠紡錘波越多,學習中保存的東西就越多。

  在分析睡眠紡錘波活動的時候,研究人員觀察到一串非常醒目的電流脈沖在整個大腦中搏動,每100到200毫秒重複一次。這些脈衝編織出一條在海馬體(具有短期、有限的存儲空間)和大腦皮層(更大、更長久的存儲區域)來回往復的路徑。

睡眠對記憶的另一個好處是能有效地保存新產生的記憶“文件”睡眠對記憶的另一個好處是能有效地保存新產生的記憶“文件”

  在那一刻,我們發現了在安靜睡眠中發生的一場隱秘的電子交換。也就是說,將基於事實的記憶從短期儲藏庫(海馬體)轉移到長期保險庫(大腦皮層)。睡眠將海馬體清空,使這個短期信息儲藏庫又有了許多新的空間,使再次學習新事物成為可能。

  馬修·沃克的研究團隊及其他研究小組在完整的夜間睡眠中重複了這一實驗,並獲得了同樣的結果:一個人夜間的睡眠紡錘波越多,第二天早上學習能力就恢復得越好。

  睡眠對記憶的另一個好處是能有效地保存新產生的記憶“文件”。過去100年來,無數的實驗都顯示,與相同時間保持清醒相比,睡眠提供了20%到40%的記憶保留效益。這並不是一個很小的數目,特別是在你複習考試的時候;或者在演化背景下,需要能記住食物、水和捕食者的位置。

  我們的大部分深度非快速動眼睡眠發生在夜晚早些時候。相比之下,大部分快速動眼睡眠(rapid eye movement,簡稱為REM)和較淺的非快速動眼睡眠出現夜間晚些時候。睡眠的不同類型在20世紀50年代被發現,在參與者只被允許在前半夜或後半夜睡覺的實驗中,結果清晰地顯示:對於基於事實的記憶,具有更多深度非快速動眼睡眠的前半夜睡眠能提供更好的記憶保持能力。

  21世紀初的研究獲得了類似的結論。利用核磁共振成像(MRI)掃描,我們對實驗參與者的大腦活動進行了深入觀察,了解記憶在睡眠前被檢索的位置,並與睡眠後記憶被檢索的位置進行比較。在兩個不同的時間,這些信息“數據包”在截然不同的大腦位置被回憶起來。

  在睡覺之前,參與者從短期信息儲存庫(海馬體)中獲取回憶,但一切在第二天早上變得很不一樣,記憶已經轉移了。

  經過整晚的睡眠,參與者改為從新皮質——位於大腦頂部,作為長期保存基於事實記憶的場所——獲取同樣的信息。記憶在那裡可以安全地保存,甚至是永久保存。

  研究人員已經觀察到,每個夜晚我們睡覺時都會發生一場交換。深度非快速動眼睡眠的緩慢腦電波就如同某種快遞服務,能將數據包從臨時儲存倉庫(海馬體)轉移到更加安全、長久的家庭(大腦皮質)中。

  這裡需要指出的重要一點是,這一過程只有在你學到新東西的當天晚上睡個好覺的時候才有效。如果你錯過了那次睡眠,即使接下來幾個晚上都在補覺,記憶也不會以同樣的方式保存下來。就記憶而言,睡眠不像銀行:當債務不斷累積時,你不能過後再來償還。

  近期的研究顯示,睡眠還能幫助你重新獲得在入睡前無法想起來的記憶。就像電腦硬盤驅動器中某些文件已經損壞且無法讀取一樣,睡眠提供了夜間修復服務,使你在第二天早上醒來時,能夠定位並讀取這些此前無法獲取的記憶文件,輕鬆又準確。

  這就是“啊沒錯,現在我記得了!”的感覺,你可能在睡了一晚好覺之後有過這種體驗。

  以上描述的所有研究都是基於一種記憶類型——事實記憶,這種記憶與教科書或記住某人的名字有關。然而,還存在其他許多記憶類型,比如技能記憶。以騎自行車為例,閱讀怎麼騎自行車的文字完全沒有意義;你只能通過真正去騎車才能學習這一技能,也就是說必須經過練習。

  所有涉及運動的技能都是如此,無論你是學習樂器、從事體育運動、進行外科手術或學習駕駛飛機。所謂“肌肉記憶”其實是用詞不當。肌肉本身並沒有記憶:沒有與大腦連接的肌肉無法做出任何有技巧的動作,肌肉也無法保存熟練的常規活動。

  事實上,肌肉記憶仍然是大腦記憶。訓練和強化肌肉能幫助你更好地實現記憶的日常化。但是日常本身是一種記憶程序,牢牢地存在於大腦中。

  馬修·沃克的研究揭示出,熟並不能生巧;練習加上一晚的好睡眠,才能讓技藝變得越來越完美。在將近十年的研究之後,馬修·沃克終於識別出了與運動技能改善密切相關的睡眠類型。

  程度較輕的非快速動眼睡眠通常出現在夜間八小時睡眠的最後兩個小時(如果你晚上11點睡覺,那就是早上5點到7點這段時間),而這一階段對於改善運動技能十分重要。許多人經常會為了白天的工作而放棄這最後兩個小時,因此也錯失了這段睡眠帶來的好處。

  睡個好覺的12條軍規

  1、堅持睡眠時間表。每天在相同時間上床睡覺,在相同時間醒來。作為習慣的動物,人類很難適應睡眠模式的改變。週末多睡一會並不能完全彌補周中的睡眠不足,還往往會使周一早上更難起床。為就寢時間設置鬧鐘。我們幾乎都會為起床設置鬧鐘,但經常忘了提醒自己該睡覺了。如果這12條建議你只會記住一條,那希望是這一條。

  2、鍛煉很棒,但不要鍛煉得太晚。大多數日子裡每天至少鍛煉30分鐘,但不要在睡前兩到三個小時裡還在鍛煉。

  3、避免攝入咖啡因和尼古丁。咖啡、可樂、某些茶和巧克力都含有刺激性的咖啡因,其效果可能需要長達8小時才能消除。因此,下午晚些時候的一杯咖啡可能會使你晚間難以入睡。尼古丁也是一種興奮劑,往往導致吸煙者睡得非常輕。由於尼古丁作用消退,吸煙者還往往會在早上過早醒來。

  4、睡前不要喝酒。酒精可能會幫助你放鬆,但是大量飲酒會剝奪你的快速動眼睡眠,使你保持在較輕的睡眠階段。喝酒還可能導致你夜間的呼吸不暢,當酒精的影響消失時,你還可能會在很早的時候醒來。

  5、不要在深夜大吃大喝。晚間零食是可以的,但大餐會導致消化不良,從而乾擾睡眠。喝太多飲料可能會讓你頻繁上洗手間。

  6、如果可以的話,避免會推遲或擾亂睡眠的藥物。一些常見的心臟、血壓或哮喘處方藥,以及一些用於治療咳嗽、感冒或過敏的非處方藥和草藥,可能都會擾亂睡眠模式。如果你有睡眠障礙,請諮詢藥劑師,看看所服用的藥物是否可能導致失眠,並詢問是否可以在白天的其他時間或晚上早些時候服用。

  7、只在下午3點之前午休。小睡可以幫助彌補睡眠缺失,但下午睡得太多會讓你晚上難以入睡。

  8、睡前放鬆。不要過度安排一天的日程,以至於沒有時間放鬆。閱讀、聽音樂等放鬆的活動應該是你睡前儀式的一部分。

  9、睡前洗個熱水澡。離開浴室後,體溫的下降可能會讓你感到困倦,而且泡澡會讓你神經放鬆,一切都慢下來,可以更好地準備睡眠。

  10、臥室光線要暗,溫度要涼爽,而且沒有各種小玩意。拋開任何會讓你分心的東西,比如噪音或明亮的燈光。臥室裡電視、手機或電腦,不舒服的床墊或溫度過高等等,都會分散你的注意力。失眠的人經常會看時鐘。把時鐘錶盤轉到你的視線之外,這樣你在嘗試入睡時就不必擔心時間。

  11、確保白天接受足夠的陽光照射。日光是調節睡眠模式的關鍵。每天應至少花30分鐘在室外接觸自然光線。最好在太陽升起的時候醒來,或者在早晨打開非常明亮的燈光。睡眠專家建議,如果你有睡眠問題,請每天早晨接受一個小時的陽光照射,而且要在睡覺之前關掉燈光。

  12、如果睡不著,請起床。如果你在床上躺了20分鐘,依然無法入睡的話,或者已經開始感到焦慮時,請做一些放鬆的事情,直到你感到睡意。對不能入睡的焦慮會讓人更難睡著。(任天)

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