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睡觉时我们的大脑在干什么?

每当夜深人静时,我们大都已钻进被窝睡觉了。这是大脑累了,需要休息了吗?其实不然,睡觉时我们的大脑就像一座夜间的蜂房,外表看上去蜜蜂都已归巢休息,但实际上蜂房内是一片蜜蜂为酿造蜂蜜而通宵忙碌的景象。那么,睡觉时我们的大脑到底在干什么?

我们的大脑中有亿万个神经细胞,不管是处于清醒还是睡眠状态,它们都在不断释放出微电流。这种大脑电流活动的形态各不相同,有快有慢,由此产生了各种频率的脑电波。像心电图一样,大脑总的电流活动情况可以用脑电图记录下来。在觉醒状态下,脑电波频率很快。当脑电波频率慢慢降低时,我们就逐渐进入睡眠状态。结合睡眠时眼球的活动状况,睡眠又被分为非快动眼睡眠和快动眼睡眠。快动眼睡眠期的脑电波频率接近非快动眼睡眠的Ⅰ期,但波动整齐,有活跃的眼球运动,这正是“快动眼睡眠”名称的由来。非快动眼睡眠被美国生理学家克莱特曼和德门特细分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ期,各期放电频率依次降低,睡眠深度则逐渐加深。一个正常成年人的睡眠次序是:非快动眼睡眠Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→第一次快动眼睡眠,然后从Ⅱ期开始周期性重复。每个周期大约90分钟,每晚重复4~6次。

大多数人睡觉期间会做梦。起初人们认为做梦仅发生在快动眼睡眠期,后来研究发现非快动眼睡眠期也会做梦。梦境持续数秒到20分钟不等。在非快动眼睡眠期被唤醒的人会感觉困乏无力,而且梦境一般不会被记住;而从快动眼睡眠期醒来,梦境比较清晰,并且画面生动。所以,睡梦中的大脑活跃程度其实不亚于清醒状态。也就是说,在睡觉时,我们的大脑忙得很。梦可以帮助我们记忆白天发生的事情或者学习到的知识技能,还能选择性地记住或忘掉情感经历。

除了脑神经细胞的放电活动,大脑睡眠期间还分泌许多激素。比如,促进我们生长发育的促生长素和性激素,它们的分泌高峰就发生在睡眠期间。

另外,在睡眠时,我们的大脑还必须参与人体最基本生命体征的调节,如维持呼吸、体温调节等。体温调节中枢位于下丘脑,在睡眠期间去甲肾上腺素分泌减少,肌体新陈代谢减慢,产热量降低,体温也会随之降低,而低体温可以加深睡眠程度,使身心得到更好的休息。呼吸中枢位于大脑延髓,睡眠时肌体代谢率降低,需氧量也减少,因此呼吸也相应变得平缓。

【科学家】丹尼尔·克莱特曼

克莱特曼(1895—1999),现代睡眠之父。他从哥伦比亚大学硕士毕业后,到芝加哥大学创建了睡眠研究实验室,引发了睡眠研究的革命。

【科学家】威廉·德门特

德门特(1928—),睡眠医学之父。1951年,加入克莱特曼实验室,发现梦往往发生在快动眼睡眠期。1971年,转入斯坦福大学医学院,创立美国睡眠医学协会。