互动科普

睡眠的作用之一，是使活动了一整天的劳累身体得到放松。据说在大多数情况下，即使不睡觉，只是躺着休息也能缓解肉体的疲劳，但说到大脑的疲劳，不睡觉就绝对缓解不了。

前面介绍的“挑战不睡觉纪录的高中生”身上所发生的异常，都是由于大脑机能减退、无法发挥正常机能而造成的。睡眠的一个重要的作用，就是“恢复大脑机能”，如果不睡觉而是持续使用大脑的话，就会产生各种不适。所以我们必须通过睡眠使大脑定期休息，使各项机能恢复。

虽然成年男性的大脑的重量只占体重的2%左右，但是其消耗的能量却占人体消耗总能量的18%左右。大脑是活动如此活跃的器官，要使其发挥正常机能，还需要充分的“装备”。

通过小狗的不睡觉实验，科学家们发现：如果不睡眠、大脑无法得到休息的话，大脑细胞就会受损。长时间不睡的狗，其脑内神经细胞会受损或者死亡；类似地，如果不睡觉的话，不仅会导致大脑机能减退，还会导致大脑受损甚至个体的死亡。

前面，我们介绍了动物们各种各样的睡眠方式。睡眠所导致的肌肉放松和判断力减退，对于大多数野生动物来说，显然都是可能危及生命的行为，但是，即使这样也必须睡眠。这个事实已经说明，对于拥有大脑的动物来说，要生存下去，睡就是必不可少的。

使大脑入睡或清醒，都是大脑的职责

当我们睡觉时，并不是整个脑都“睡着了”（活动量下降)。人脑的不同位置会分为“睡着的大脑”和“使其睡着的大脑”。“睡着”的是叫做“大脑”的部分，“使其睡着”的是“脑干”等部分。

大脑是管理感觉、思考、运动等人类高级活动的器官。科学家们发现，当人们睡觉时，并不是整个大脑都同样地休息。与之相应的是，当人们清醒时，大脑中经常使用的部分也会出现活动量下降的情况。这种现象，就是“局部睡眠”。

脑干负责管理呼吸、心脏跳动等一切维持生命的活动，其机能是不能停止的。控制睡眠及觉醒的也是脑干。所以，也有人将睡眠称为是“脑（=脑干）管脑（=大脑）的技术”。

 睡着的脑与使其睡着的脑

此图是从内侧看到的人体大脑的右半部分。“睡着的脑”的部分为蓝色，“使其睡着的脑”的部分为红色。

睡着的脑，为管理感觉及运动的“大脑”。当人体睡着时，其基本的活动量也下降。然而，在快速眼动睡眠（参照右表）时大脑活跃，有时会产生某种感觉，例如看到或听到了什么东西或者动了起来，这就是所谓的“梦”。

使其睡觉的脑的中心，就是“脑干”。它负责维持生命，控制睡眠与觉醒。当人体睡眠时，脑干会阻断外界信息的输入，为了不让身体乱动，还会限制向肌肉发出指令。

睡眠促进胎儿大脑发育

据说，睡眠的作用不只是修复、放松疲惫的大脑这样的“被动”功效，它还可以促进大脑的生长发育。

大脑还未完全生成以前，胎儿是不会睡觉的，只有产生了大脑，胎儿才会睡觉。胎儿最早表现出来的睡眠被称为“快速眼动（REM）睡眠”。研究发现在快速眼动睡眠时，大脑的一部分与清醒时一样活跃。此外，我们做梦也是在快速眼动睡眠时。

快速眼动睡眠，是指在眼皮下发生了快速（Rapid）的眼球（Eye）运动（Movement），取这三个单词的首字母组成REM这个名称。睡眠中的快速眼球运动，是1953年由美国芝加哥大学的研究生塞林斯基发现的。他当时进行了一项实验，通过粘贴在眼睛旁边的电极记录睡眠中眼球运动的情况。据说他对时常记录到的快速运动感到不可思议，在实际确认了志愿者睡眠时的眼球运动情况后，他确定这并不是记录装置的故障。

随着胎儿的发育，渐渐也会出现非快速眼动睡眠“Non-REM睡眠”。与快速眼动睡眠相比，非快速眼动睡眠时的大脑活动程度整体都比较低。这两种睡眠，可以通过测量脑电波进行区别。修复、放松大脑是非快速眼动睡眠的任务。

与成人相比，胎儿、新生儿的快速眼动睡眠比例比较大（初期胎儿为100%，新生儿约为50%）。这并不难理解：在这一时期，让大脑休息不重要，促进大脑发育才更重要。另外，当我们成年后，快速眼动睡眠的比率会下降到约20%～25%。因为成年后，与使大脑发育相比，维持已发育完成的大脑的机能更加重要。

学习后立刻睡觉更益于记忆稳定

除了放松大脑、促进大脑发育之外，睡眠还有其他的重要作用，这就是“记忆的固定”。有实验结果表明，学习后立刻睡觉，可以增强记忆。据报告，不仅是背诵单词这类“学习的记忆”，身体的活动方法等“运动的记忆”，也一样可以通过睡眠来增强。

有的学者认为对于记忆的固定，快速眼动睡眠起着重要作用，但是也有研究结果否认了这一点。目前，我们还没有完全了解睡眠中的大脑是如何固定记忆的。

通过良好的睡眠来掌握技能

图表显示了在30秒内按照指定顺序尽快打出电脑键盘上数字键的测试成绩。在第一次测试12小时后进行第二次测试，再过12小时进行第三次测试。在结果1中，志愿者在第二次测试后睡觉；在结果2中，志愿者在第一次测试后就睡觉了。我们可以发现，两组在睡觉后成绩都有所提高。

（本文发表于《科学世界》2013年第5期）