睡眠
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The Science & Practice of Perfecting Your Sleep | Dr. Matt Walker
The Science & Practice of Perfecting Your Sleep | Dr. Matt Walker
介绍马特·沃克博士 (Dr. Matt Walker)
欢迎收听 Huberman Lab 播客,在这里我们讨论科学以及基于科学的日常生活工具。我是安德鲁·休伯曼 (Andrew Huberman),斯坦福大学医学院神经生物学和眼科学教授。
今天,我有幸邀请到马特·沃克博士 (Dr. Matthew Walker) 作为我们的嘉宾。沃克博士是加州大学伯克利分校的神经科学和心理学教授,他的实验室专门研究睡眠。他们研究我们为何睡觉、睡眠期间发生了什么(例如梦境及其成因)、睡眠期间的学习,以及睡眠不足或睡眠质量差对清醒状态的影响。沃克博士还是国际畅销书《我们为什么要睡觉》(Why We Sleep) 的作者。
对于任何对睡眠、学习或各类人类表现感兴趣的人来说,今天的讨论都非常引人入胜。沃克博士教会了我们如何改善睡眠。他还讨论了小睡的问题(我们是否应该小睡)、我们是否可以弥补睡眠不足,如果可以,最好的方法是什么。我们讨论了行为方案,以及光线、温度、补充剂、食物、运动、性生活等所有可能影响我们称之为“睡眠”的身心状态的变量。
在我的科学职业生涯中,我阅读过许多关于睡眠的论文,也参加过许多关于睡眠的研讨会,但我今天与沃克博士的讨论,让我对睡眠、睡眠科学以及如何改善睡眠的了解,超过了以往所有论文和研讨会的总和。
我还要高兴地与大家分享,沃克博士已经开设了自己的播客。该播客名为《The Matt Walker Podcast》,本月发布了第一集,旨在传授关于睡眠以及如何改善睡眠的所有知识。
在开始之前,我想说明一下,本播客与我在斯坦福大学的教学和研究角色是分开的。不过,它是我为大众提供关于科学及科学相关工具的零成本消费者信息这一愿望和努力的一部分。
现在,开始我和马特·沃克博士的讨论。
什么是睡眠?
休伯曼博士:很高兴终于能亲自见到你。
沃克博士:很高兴能与你交流。谢谢你的到来。
休伯曼博士:我很高兴我们终于能面对面坐下来谈谈。我一直在关注你在互联网上的工作,读了你的书,非常喜欢。而且从科学的角度来看,几年前你还来到斯坦福大学为“BrainMind”组织做过演讲,在那里你谈到了睡眠,它的效用、挑战以及如何“征服”它(如果可以这么说的话)。让我们从最基础的问题开始:什么是睡眠?
沃克博士:睡眠可能是你为了重置大脑和身体健康所能做的最有效的事情。这是从睡眠功能的角度出发的回答。但作为一个过程,睡眠实际上是一场极其复杂的生理芭蕾。如果你能看到晚上睡眠期间大脑和身体发生的一切,你一定会大吃一惊。
自相矛盾的是,如果我们不是睡眠科学家,我们大多数人通常会在晚上上床,失去意识 7 到 9 个小时,然后在早上醒来,感觉通常会好一些。在某种程度上,这种认识否认了睡眠生理和生物学的美感。
当你晚上经历不同的睡眠阶段时,大脑内部发生的脑电波活动变化,远比清醒时看到的变化要剧烈得多。我们可以谈谈深度睡眠及其发生的过程;快速眼动睡眠 (REM) 是一个迷人的阶段,通常被称为“梦境睡眠”。在那个睡眠阶段,你大脑的某些部分比清醒时还要活跃 30%。所以,这推翻了我们的思想在睡眠时处于休眠状态、身体仅仅是安静休息的观点。这是一个极其强烈、具有进化适应性优势的系统。
话说回来,当思考“睡眠是什么”这个问题时,我甚至会反思它是否是一种进化出的系统。我们的假设总是认为我们是为了睡眠而进化的。我实际上对此提出过质疑,虽然我没有时光机器回到过去去证明这一点,但如果最开始我们是处于“睡眠状态”,而觉醒状态是从睡眠中衍生出来的呢?为什么我们要假设是反过来的?我认为这可能有一些非常好的证据,证明睡眠可能是原始状态,即基本的生命状态。当我们变得“觉醒”时,我们总是必须回到睡眠。在某种程度上,睡眠是我们为觉醒所付出的代价。
但这又否认了睡眠是一种主动状态,它绝非被动。最后,如果你问在不同物种中睡眠是什么:在人类以及所有哺乳动物和鸟类中,睡眠大致分为两种主要类型。一边是“非快速眼动睡眠” (Non-REM),另一边是“快速眼动睡眠” (REM)。我们可以谈谈它们如何在夜间展开及其结构,因为这不仅从“睡眠是什么”的角度来看很有趣,而且对于我们的日常生活也具有实际意义。如果你愿意,我可以从这方面深入探讨。
休伯曼博士:不,不,我们一定要深入探讨这个方向。你提到了大脑在睡眠的某些阶段有多么活跃。我在科学领域刚起步时,REM 睡眠被称为“矛盾睡眠”。现在这样想还是合适的吗?矛盾之处在于大脑如此活跃,而我们身体上却是瘫痪的,对吗?
沃克博士:是的,这确实是一个矛盾。这个称呼来源于脑电波记录:如果我测量你的脑电波活动,那么当你坐在睡眠实验室的房间外时,很难区分你是在清醒还是在 REM 睡眠中,因为这两种脑电波模式非常相似。然而,矛盾在于当你清醒时,我会进去看到你坐着,显然是有意识且清醒的;但当你进入 REM 睡眠时,你却是完全瘫痪的。
这只是矛盾的一部分。但我认为“矛盾”一词实际上归结为两种截然不同的意识状态,尽管它们的脑电波活动却出奇地相似。我区分你处于哪种状态的方法是测量另外两个信号:眼睛活动和肌肉活动。当我们清醒时,偶尔会有眨眼和眼跳,但在 REM 睡眠期间,你会出现一些非常怪异的水平穿梭式眼球运动。这就是“快速眼动”这一名称的由来。
休伯曼博士:它们总是水平的吗?
沃克博士:大多是水平的。
休伯曼博士:真有意思。
沃克博士:这是我们将它们与其他清醒眼球运动区分开来的方式之一,因为它们并不总是水平的,有时是水平的,但也可能在那个平面上出现对角线甚至垂直的移动。
但真正的关键在于肌肉活动。就在你进入 REM 睡眠之前,你的脑干(非 REM 和 REM 的动态本质上是在这里上演,然后在大脑皮层和身体下方表达)会通过脊髓发送一个瘫痪信号。它与脊髓中控制自主骨骼肌的 Alpha 运动神经元进行通讯。当你进入梦境睡眠时,你被锁在自己身体的物理禁锢中。
休伯曼博士:太神奇了。
沃克博士:你知道,大自然母亲为什么要这样做吗?在某种程度上很简单:大脑使身体瘫痪,是为了让思想能安全地做梦。因为想想看,如果我们认为自己是最好的跳伞运动员,可以自由飞翔——我确实也做过这样的梦——然后我站到公寓窗台上跳了下去,那你就完了。这就是 REM 睡眠矛盾的一部分:大脑活动的相似性、行为状态的不同,以及这种对身体本身的奇异锁定。当然,不自主肌幸好没有瘫痪,所以你会继续呼吸,心脏继续跳动。
休伯曼博士:这就是为什么男性在 REM 睡眠期间会勃起,女性会有阴道润滑的原因吗?
沃克博士:这是原因之一。另一个原因是自主神经活动。我们的神经系统中有一个部分叫自主神经系统,它控制许多自动行为,包括我们的生殖功能。在 REM 睡眠期间,我们后来发现你会经历奇怪的“自主神经风暴”。听起来很戏剧化,但当你测量它们时,确实如此。你会经历心率减慢、血压下降的时期,然后突然随机地,你的心率急剧加快,“战斗或逃跑”分支(即交感神经系统)会突然启动,然后再次关闭。这种风暴并不遵循任何规律。正是当这些自主风暴发生时,你会从生理角度变得非常活跃,从而产生勃起和阴道分泌物等现象。
休伯曼博士:但你还是完全瘫痪的?
沃克博士:是的,你依然是瘫痪的。除了眼外肌(因为如果它们瘫痪了,你就无法进行快速眼动)和中耳肌肉(后来发现的)这两个自主肌肉群外,所有肌肉都免于瘫痪。目前我们对为何这两个肌肉群免于瘫痪还没有很好的理解,可能与脑神经有关,但我认为这可能更与感觉有关。有些人认为眼球免于瘫痪是因为如果眼球长时间不活动,可能会在房水或玻璃体中产生氧气相关的问题,因此眼球需要保持引流。
休伯曼博士:前眼的引流系统确实需要运动。
沃克博士:正是如此。
休伯曼博士:青光眼患者前房的引流存在缺陷,但这里我只是在推测。我也在推测,我想问的是,是否存在清醒状态类似于慢波睡眠的情况,或者说,慢波睡眠是否也类似于清醒状态。你已经很好地说明了 REM 睡眠如何模拟我们清醒时达到的一些更活跃的大脑状态。那么,我每天经历的清醒状态中,有没有哪种看起来类似于慢波睡眠(非 REM 睡眠)的情况?
沃克博士:这是一个天才的思考方式,我喜欢你转换视角的方法。我们几乎从未见过像深度非 REM 睡眠中那种真正的超慢波活动。我们谈到了两个睡眠阶段:非 REM 和 REM。非 REM 进一步细分为四个阶段,深度逐渐加深。阶段 3 和 4 通常被称为深度非 REM 睡眠,阶段 1 和 2 是浅层非 REM 睡眠。我们的大脑活动在深睡眠阶段确实会产生巨大的、协同的波浪,就像一种美丽的吟唱或冥想般的呼吸引吸。这是我们在任何其他大脑状态中都看不到的生理协调。
休伯曼博士:这真的很有趣。除了在动物和少量人类大脑记录中,我想我从未见过整个大脑皮层或甚至整个皮层区域像那样亮起。
沃克博士:是的,这很震撼。然后你会在那里停留大约 20 到 30 分钟。此时你进入第一个睡眠周期已经大约 60 或 70 分钟了。接着你会开始回升,回到阶段 2 的非 REM 睡眠。大约 80 分钟左右,你会浮上来,经历一段简短的 REM 睡眠,然后再次下潜进入非 REM。你会可靠地、反复地这样做,大约每 90 分钟一次。这对于大多数成年人来说是平均水平。
随着夜间的推移,变化的是每个 90 分钟周期内非 REM 和 REM 的比例。在前半夜,大部分周期由大量的深度非 REM 睡眠组成;一旦进入下半夜,跷跷板的平衡就改变了,大部分周期由浅层的非 REM 睡眠和越来越多的 REM 睡眠组成。
这就是为什么我建议不要乘坐红眼航班。每次我乘坐红眼航班,两三天后都会有一种普遍的不适感,大脑无法正常工作,我认为红眼航班应该被废除,对飞行员也是如此。甚至长期的医生轮班也被证明会导致医生诱发的错误,进而导致大量死亡。熬夜过晚或在错误的时间保持清醒,如果你没有适应它,那是非常可怕的。
红眼航班(Red-eye flight)指深夜起飞、清晨抵达的夜间航班,因乘客往往睡眠不足导致眼睛发红而得名。这类航班通常票价较便宜、节省日间行程,但容易导致身体疲劳,且机上多以经济舱为主。
休伯曼博士:我教医学生,他们非常出色,但他们确实在极具挑战的条件下工作。
沃克博士:是的,我们不应该让他们处于那种条件下。这并不能优化绩效。我有一个问题,既然前半夜大部分是非 REM,如果一个人被强行剥夺了前半夜的深度非 REM 睡眠,等到凌晨 3 点终于躺下时,他们的系统会直接进入 REM 睡眠吗?还是必须从“睡眠比赛”的起点开始?换句话说,一种睡眠状态会驱动进入下一种睡眠状态吗?
沃克博士:这是一个很好的问题。睡眠状态之间确实存在某种互惠关系。在很大程度上,如果你在前半夜剥夺了深度睡眠,你主要会处于深度睡眠剥夺状态,但你依然会获得大部分的 REM 睡眠。反之,如果你只有前半夜的四个小时,你主要会获得深度非 REM 睡眠,但几乎没有 REM 睡眠。通过这种时间差异,我们可以在实验中选择性地剥夺人们的一种睡眠阶段。
休伯曼博士:所以如果我不得不只睡四个小时,无论是因为什么原因,我是最好获得前半夜的睡眠,还是后半夜的睡眠?
沃克博士:这取决于你的目标衡量标准是什么。深度非 REM 睡眠是肌肉和运动学习的恢复期;而 REM 睡眠则涉及情绪的处理和记忆整合。如果你剥夺了 REM,你可能会变得情绪波动剧烈;而如果你剥夺了深度睡眠,你可能会感到更多的身体不适。睡眠是如此多能、如此系统的生理现象,以至于剥夺任何一个阶段都会导致你想要避免的症状。这就是为什么从进化角度来看,我们保留了这些阶段,即便睡眠在进化中显得很奇怪——你不能繁衍、不能觅食、还要面对捕食风险。但睡眠却英雄般地坚持了下来,因此,每个睡眠阶段都是不可协商的。大自然母亲即便想切掉其中的一小部分,却也没有成功,这证明了这些阶段的必要性。
半夜醒来
休伯曼博士:我想引入另一个思想实验。在夜间的这个弧度中,慢波睡眠(深度非 REM 睡眠)主要发生在前半夜,然后是 REM 睡眠。许多人(包括我自己)经常会经历这样一种情况:睡着了,睡眠状态也很正常,但三四个小时后突然醒了。可能是因为某种噪音,可能是温度不合适,或者其他睡眠卫生方面的原因。他们起床去洗手间,可能会开灯,也可能不会,然后回到床上。希望他们没有拿起手机开始浏览,因为那样会通过光线和认知刺激激活大脑。他们在大约 10 到 15 分钟后能够重新入睡,然后一直睡到平时起床的时间。就长寿、学习等方面而言,这种醒来的插曲有多大的损害?我真的很想每晚都能一觉睡到天亮,但大多数夜晚我都做不到。即便如此,我白天感觉还不错,有些日子比其他日子好。如果你评估那种醒来的插曲,并将其与整晚连贯的睡眠进行比较,你的看法是什么?
沃克博士:这种现象是完全自然且正常的,特别是随着年龄的增长。儿童往往有更持续的睡眠,并不是说他们没有在短时间内醒来,实际上每个人都有。当我们从 REM 睡眠周期的末端走出来,进入 90 分钟周期的交替时,几乎每个人都会醒来,我们会调整姿势,翻个身,因为我们已经瘫痪了很久,身体也想调整位置。
休伯曼博士:我们有时会睁开眼睛看看周围吗?
沃克博士:有时人们会睁开眼睛,但通常只是极短的时间,而且他们通常不会把这些醒来的时刻记在记忆里。
你的情况,以及我目前在这个人生阶段的情况,我通常晚上不会一觉睡到天亮,我通常会去洗手间休息一下,然后回来。这是完全正常的。我们往往忘记了睡眠科学中的“睡眠效率”概念:你在床上总时间里,有多少百分比的时间真正处于睡眠状态?我们通常寻找 85% 以上的数值作为健康的睡眠效率。如果你在床上花了八个半小时,而健康的睡眠效率意味着你可能总共只睡了七个半小时,这意味着你总共清醒了大约 30 分钟,不是一次性,而是零散的。有时可能是在洗手间回来后花 10 分钟慢慢重新入睡,有时只是几分钟。大多数时候你甚至不记得这些醒来。
所以,我们需要停止因为没能一觉睡到天亮而感到过度担忧。如果每晚醒来多次,或者醒来的时间长达 20 到 25 分钟,那我们才应该探讨一下到底发生了什么。过去五到十年睡眠科学的伟大成就在于:是的,数量很重要,但质量也同样重要。你不能只有数量而没有质量来获得有益的次日表现,反之亦然。这就是为什么我要给“醒来且有清醒时间”这一点打上星号——这是完全正常的。但如果发生得非常频繁,或者醒来时间过长,那我们再深入研究。
休伯曼博士:嗯,我敢肯定你刚才这番话让很多人对这种醒来的插曲感觉好多了。
沃克博士:我希望如此。我觉得非常重要的是,我们要意识到——我曾经在写书的时候(2016 年)可能对睡眠过于教条,有点“要么睡眠,要么……”的态度。那时睡眠在健康对话中还是个受冷落的“继姐妹”。那种观念正在改变,不是因为我的努力,而是因为我所有同事的努力。
休伯曼博士:我想说,即便你给予了其他相关人员赞誉,这确实是一个很大的领域。但你通过让人们意识到这种状态的重要性,不仅是为了避免麻烦的结果,也是为了优化他们的清醒状态,做出了巨大的贡献。我一直认为睡眠是那种感觉良好,但当我们处于其中时并不一定能意识到其感受的状态。当你做得好时,它有巨大的益处;而当你做得不好时,它有巨大的缺陷。我认为你通过让人们注意到这个问题,已经完成了使命。了解半夜醒来是正常的(只要不频繁),这非常棒,也将帮助那些可能对此过度担心的人。
Uberman(而不是 Huberman!)睡眠计划
休伯曼博士:我想借此机会谈谈所谓的“Uberman”睡眠计划——不要和“Huberman”计划搞混了。好在目前还没有人弄混。
多年前,有人讨论过所谓的“Uberman”计划,也就是“超人计划”。那是没有“H”的 Huberman,与我毫无关系。如果你读过尼采的书,这会有一个潜台词。无论如何,据我了解,Uberman 计划是指一个人选择全天候分布进行 90 分钟的睡眠,试图以此提高生产力或减少总睡眠需求。最近发表的一篇论文探讨了这对我们是好是坏。也许你可以给我们就此做一个总结?
沃克博士:是的,这些像 Uberman 一样的计划——而且有很多不同形式——试图基本上将 24 小时周期划分为简短的睡眠时段,中间穿插较短或几乎没有的清醒期,然后又是简短的睡眠,接着又是清醒。这几乎就像你说的“像婴儿一样睡觉”,因为婴儿就是那样睡觉的:短暂的小睡,然后清醒,再小睡,再清醒。这基本上就是这些类型协议所建议的计划。
最近有一项非常全面的综述发现,这些计划不仅没有必然的帮助,实际上还非常有害。在几乎每一个绩效指标上——无论是任务执行力、生理结果测量,还是当你试图获得睡眠时的睡眠质量——所有指标都呈现下滑趋势。如果你看看你的生理机能编程方式,看看你的昼夜节律编程方式,没有人会认为我们应该以那种方式睡觉。
休伯曼博士:我听了直乐,因为我们总是听到“像婴儿一样睡觉”。这是婴儿的睡眠方式。我会说,不要像婴儿一样睡觉,要像成年人一样睡觉,做一个成年人,保证充足的 8 小时睡眠。
沃克博士:这是比利·克里斯托 (Billy Crystal) 的名言,他曾是一位长期的失眠症患者,他说:“我像婴儿一样睡觉,每 20 分钟就醒一次。”我认为这再次证明了:当你违背生物学规律时,你通常会失败。你知道你失败的标志就是疾病、虚弱和功能受损。我认为,如果你遵循我们都被赋予的自然生物学法则去睡觉,生活质量通常会更高,寿命也会更长。
查看清晨阳光
休伯曼博士:我同意。顺着这个思路,作为一名视觉科学家,我一直对眼睛中的非成像形成细胞(所谓的黑视素细胞,它们向大脑传达白天的昼夜时间信息)的研究感到非常兴奋。我大力倡导人们在清晨,最好是在他们想要清醒的时候,让眼睛接触一些阳光,或者其他形式的明亮光线。本质上是在他们 24 小时昼夜节律周期中体温上升的阶段。然后在一天晚些时候和晚上,随着体温下降,减少眼睛接触的光线。对于那个总体主题,你有什么想补充的调整吗?还是说这在某种程度上是合适的?
沃克博士:不,我认为这正是我们目前所建议的。尝试每天至少接触 30 到 40 分钟的某种自然日光。世界某些地区可能光线不足……
休伯曼博士:你来自世界上相当阴沉的地区。
沃克博士:我来自英国利物浦。英格兰西北部并不以度假胜地和晴朗天气而闻名。我记得我第一次去加州旅行时回到家,心想:为什么天空这么低?我们开玩笑说在英国,我们通常有九个月的糟糕天气,然后有三个月的冬天。这就是你全年的气候。但说到你的观点,你是完全正确的,尽量去接触日光。现在,可能是坐在窗边工作并获得自然阳光,但那种自然阳光,即使是在英国阴天的时候,通常也比你在室内照明中获得的任何光线都要强大得多,尽管你从感知上觉得它们可能很接近。
休伯曼博士:是的,我很抱歉打断你。我一直在大力提倡一个名为“Light Meter”的应用程序(这是一个免费应用,我与它没有任何利益相关),它能让你相当准确地测量进入你眼中的光能。如果你把它对着一个阴沉的早晨,即便你觉得外面并不亮,你会注意到那里依然有 1,000、2,000 甚至 5,000 勒克斯(Lux,亮度的单位)。然后你可以把同一个测光仪对准一盏似乎非常亮、非常刺眼的室内灯,它可能只会显示 500 勒克斯,你会意识到感知上的强度并不是视觉系统实际接收到的强度。所以,户外光线是关键。你是如何获得这种自然刺激的?马特·沃克通常做什么来获得这种光刺激?
沃克博士:我不是什么海报男孩,但我通常会尝试锻炼。我大多数日子都会锻炼。我四处寻找,最终找到了一家有大量窗户面朝东方、能够接触到自然光的健身房。这听起来太荒谬了,你知道,马特·沃克选择健身房的标准竟然是基于太阳照射……
休伯曼博士:我喜欢这样。
沃克博士:……为了纠正昼夜节律。
休伯曼博士:选择健身房的标准有很多,这一个确实是有生理学和生物学依据的。
沃克博士:是的,而且对我自己的睡眠很自私。所以我同时通过运动和日光来获得刺激。我既不是典型的晨型人,也不是典型的夜型人。我锻炼的偏好时间是在一天当中,可能是下午 1 点左右,而不是凌晨 1 点。但我通常在早上 7 点 45 分到 8 点之间开始锻炼。我在那边会开始做有氧运动,面对着窗户骑单车。幸运的是,在加州,大部分时间都有阳光射入。但即便多云,正如你所说,那种光线的强度也是极好的。所以我倾向于在锻炼的同时接触日光,既为了效率,也为了纠正昼夜节律。
我们可以在某个时候讨论运动时间,因为有很多关于何时锻炼的讨论。我认为你的建议完全正确,争取获得清晨日光。职业健康领域最近有一些很棒的研究,他们把原本对着墙壁办公、没有自然光接触的员工搬到了窗边工作,结果发现他们的睡眠时长和睡眠效率都有了显著提高。我不记得具体数字了,但睡眠时长增加了超过 30 分钟,睡眠效率提高了 5% 到 10%。如果你原本的睡眠效率平均是 80%,我们会担心;但如果提高 10%,你就进入了健康睡眠者的阶层。而他们所做的仅仅是在窗边工作。
休伯曼博士:太棒了。人们可能还想考虑在可能安全的情况下,少戴太阳镜。你和你的锻炼习惯(面朝东方)并不孤单。蒂姆·费里斯 (Tim Ferriss) 最近告诉我,他现在的早晨例行公事包括面朝东方跳绳,以获取光线刺激。正如我们俩所知,光线必须进入眼睛,对吧?这些视窗是传达昼夜时间和清醒状态给大脑和身体其他部分的唯一途径。
咖啡因
休伯曼博士:关于清醒的话题,我有一系列关于咖啡因的问题。这种令人敬畏且令人喜爱的咖啡因,我喜欢咖啡因,但我喜欢将它限制在相对较短的时间段内。我是一个喜欢醒来后,尽管醒来时非常昏昏沉沉,但依然允许我的自然觉醒信号发挥作用的人。也就是说,我醒得很慢,但我不会立即喝咖啡因。我通常会将摄入咖啡因的时间推迟 90 分钟到两个小时。这个想法源于我对比特/腺苷受体交互作用的理解。我感觉你对“腺苷”的读音可能和我不同。
沃克博士:不,我会用“adenosine”这个读音。
休伯曼博士:好的。但为了让大家简单明了地理解,咖啡因是如何让我们感到更清醒的?以及我们摄入咖啡因的时间对它对我们是有利还是有害起到了重要作用吗?也许我们先从咖啡因如何起作用开始谈起?为什么当我喝马黛茶 (Mate) 或咖啡(我偏爱的咖啡因来源)时,会感到精神和身体的提升?
沃克博士:是的。与大多数人的看法相反,我建议你喝咖啡。当然,马黛茶也可以,无论哪种形式你都喜欢。关于咖啡,我想说剂量和时间决定了毒性。让我们从咖啡因如何起作用开始。咖啡因属于“精神活性兴奋剂”这一类药物。它通过多种机制起作用,其中之一是多巴胺机制——我们通常认为多巴胺是奖励化学物质,但它也是一种极强的警觉性神经化学物质。咖啡因似乎在增加多巴胺方面发挥了某种作用。但我们认为它让我们在白天保持清醒和警觉的主要作用机制,是针对腺苷的作用。
从我们今天早上醒来的那一刻起,腺苷这种化学物质就在我们的大脑中不断积累。我们清醒的时间越长,积累的腺苷就越多。
休伯曼博士:我可以再打断一下吗?我知道它是在神经元或胶质细胞中,还是在血管中积累?它在哪里积累?我的身体中也有积累吗?这种腺苷是从哪里来的,又是在哪里积累的?
沃克博士:产生这种睡眠压力的腺苷是大脑中心的一种现象。它来自神经元自身燃烧能量的过程。当它们燃烧能量时,其中的一个副产品就是腺苷。所以,当我们整天保持清醒,大脑代谢非常活跃时,它就在积累腺苷。腺苷越多,你就感觉越困。这就是我们所说的“睡眠压力”。不用担心,这不仅仅是机械压力,这是化学压力,是你到了晚上逐渐增长的困倦感。
休伯曼博士:我可以再次打断你询问其神经回路机制吗?我们的大脑区域如蓝斑核 (Locus Coeruleus) 会释放物质来主动创造清醒。是因为有了太多的腺苷,这些神经元才关闭了吗?还是大脑中促进困倦的区域被激活了?你可以想象两者并行工作,哪一个都能达到同样的目的。
沃克博士:两者皆有。腺苷有两个主要受体:A1 受体和 A2 受体。腺苷以这种优美、优雅的方式起作用:它会抑制并关闭大脑中促进清醒的区域,同时增加并调高睡眠激活、睡眠促进区域的音量。
休伯曼博士:这太美了。这又是一种“推拉”机制,就像我们在视觉系统中看到的一样。
沃克博士:确实如此。这也是一个渐进的过程。咖啡因进入系统后,会与腺苷竞争,把它们从受体上挤走,接管那个受体,但它只是把它封锁了。它不会激活受体,也不会使受体失活,而是功能性地使其失活。这就像有人走进房间,你正要坐下,咖啡因走过来把椅子拉走,你就没地方坐了。咖啡因不断地把腺苷的椅子拉走,尽管腺苷浓度没变,但你的大脑并不知道你已经清醒了 16 个小时。
休伯曼博士:但腺苷仍然在大脑循环中,对吧?真正的问题是咖啡因被从腺苷受体上赶走后会发生什么?
沃克博士:不幸的事情发生了,这就是所谓的“咖啡因崩溃”。咖啡因的半衰期大约在 5 到 6 小时之间。虽然因人而异,但这与肝脏中的一组酶(细胞色素 P450 酶)有关,它有两种基因变异决定了肝脏分解咖啡因的速度。这就是为什么有些人对咖啡因非常敏感,而有些人说它对自己影响不大。
咖啡因在系统中消失后,不仅之前积累的腺苷依然存在,而且在咖啡因发挥作用的那几个小时里,新的腺苷还在不断产生。所以一旦咖啡因被代谢,你会被之前的腺苷加上那段时间产生的所有新腺苷同时击中,这就是“咖啡因崩溃”。
休伯曼博士:下午两点当你还有工作要做时,这种崩溃是件可怕的事。但对于那种像我 20 多岁时那样,整天喝咖啡的人呢?他们可能下午就不喝了,等待崩溃,因为他们认为到了晚上 9 点或 10 点,崩溃会让他们直接进入深度睡眠。这种睡眠真的像他们想的那样深吗?鉴于你提到的半衰期,我不得不怀疑系统内循环的咖啡因是否会以某种方式扰乱睡眠的深度或结构。
沃克博士:是的,这就是危险所在。那些说“我可以晚餐时喝两杯浓缩咖啡,依然睡得很好”的人,通常忽略了深度睡眠质量的下降。对于那些摄入过多咖啡因的人,我们通常会看到两个表型:要么入睡困难,要么睡着了但睡不踏实。咖啡因可以非常有力地做到这两点。
休伯曼博士:假设一个人通常在晚上 10 点到 10 点半上床睡觉,并在 11 点到 11 点半入睡,你建议他们在几点停止摄入咖啡因?
沃克博士:我通常会建议你以典型的睡眠时间为准,向前倒推 10 到 8 个小时。如果你在晚上 11 点入睡,那么下午 1 点或 2 点之后就不应该再摄入咖啡因了。因为如果过晚摄入,深度睡眠的深度会受损,甚至可能下降 30%。这相当于让你衰老了 10 到 12 年,或者你可以选择每晚用两杯浓缩咖啡对自己做这件事。第二天醒来时,你可能感觉不到明显的入睡问题,但你也不会感到被睡眠恢复——于是你第二天早上又去喝三四杯咖啡来提神,而不是两三杯。这就是依赖循环。有时人们还会用酒精来平衡这种过度兴奋,而酒精对睡眠也有极大的危害。
总之,我不希望以此来恐吓人们。我曾经因为在书里过于强调这些而感到抱歉。我当时看到社会由于睡眠不足导致的疾病和痛苦而感到难过,所以我可能表现得过于激进。现在我学会了以更温和的方式传达这些信息。我确实有关于理想睡眠的构想,但我意识到没有人生活在理想的世界里。我不希望吓坏那些已经在努力寻求好睡眠的人,那只会让事情变得更糟。
休伯曼博士:我非常欣赏你刚才的观点。我依然坚持我的看法:你为让人们意识到睡眠对健康和表现的重要性所做的一切,其包装方式和传递的信息显然是净正向的。人们需要被引导到这一点上。“死后再睡”的观念确实曾经盛行,但你的贡献让这一观念发生了改变。
酒精
休伯曼博士:我想谈谈酒精,因为我认为咖啡因和酒精代表了某种谱系的两端。虽然还有其他兴奋剂,比如阿德拉尔 (Adderall) 或高能饮料,但酒精和咖啡因是最常被消耗的兴奋剂和抑制剂(有时被称为镇静剂)。当一个人在晚上喝一两杯葡萄酒,或者晚餐前喝一杯鸡尾酒时,会发生什么?它会如何影响他们的睡眠?
沃克博士:是的,酒精属于一类我们称之为“镇静剂”的药物。我认为人们常犯的第一个错误是把酒精当作睡眠辅助剂。然而,酒精实际上绝非睡眠辅助剂。人们使用它大多是为了更快入睡。
休伯曼博士:入睡这个过程,像生物学中的一切一样,涉及各种机制。酒精似乎对某些人有效,因为它可以帮助关闭思维或计划,这是真的吗?
沃克博士:是的。如果我们通过 MRI 扫描观察你入睡时的脑电波活动,会看到部分脑区变得不那么活跃,其他部分变得更活跃,这就是“推拉”模型(抑制与兴奋)。但酒精在这一点上完全不同,它是一种镇静剂,其作用本质上是试图敲晕你的大脑皮层。它在镇静你的大脑皮层,而镇静并不等于睡眠。当我们晚上喝几杯酒时,我们误将镇静当作了睡眠,以为它帮我们更快入睡了。实际上,你只是更快地失去了意识,但这绝不是更自然地进入了睡眠。
其次,酒精会碎片化你的睡眠。我们谈到睡眠质量与数量同等重要,酒精通过多种机制激活交感神经系统(战斗或逃跑分支),会导致你整晚醒来次数显著增加,睡眠远没有那么连贯。有些觉醒是你有意识记得的,有些则没有。即便如此,你整晚的睡眠依然充斥着这种“穿孔式”的觉醒。第二天早上醒来时,你并没有感到睡眠得到了恢复。
第三,酒精能非常有效地阻断你的 REM 睡眠。REM 睡眠对于各种认知功能(学习和记忆)以及情感和心理健康至关重要。我曾称之为“过夜疗法”,它是情绪上的急救。
休伯曼博士:确实,睡眠不足的人非常容易在情绪上崩溃。即便不是为了伤害别人,当我们睡眠不足时,我们的情绪阈值会变得极低。
沃克博士:没错,触发情绪的阈值降低了。甚至连网上的评论在睡眠不足时都会困扰我们,而在休息好时却不会。
休伯曼博士:对于那些在晚上 7 点晚餐时喝一两杯酒的人来说,这会干扰睡眠吗?我们能否谈谈什么是合理的范围?
沃克博士:答案是肯定的。即便是晚餐时的一杯酒也会产生影响。研究表明,即便酒精量接近非法驾驶的血液酒精浓度,你也会出现上述所有变化:失去意识更快、睡眠碎片化、REM 睡眠显著减少。此外,还有一个令人震惊的事实:在酒精影响的睡眠下,生长激素的释放量会减少 50% 以上。
休伯曼博士:生长激素对于代谢和组织修复至关重要。
沃克博士:是的,即便在成年人中也是必不可少的。且不说酒精与低睾酮水平导致的死亡风险之间的关联,即便是这种生长激素的下降,也是非同小可的。
情绪、心理健康与长寿
沃克博士:REM 睡眠不足除了影响情绪健康和激素健康外,还有关于认知的研究。大约两年前,哈佛大学贝丝·克莱门特 (Beth Clements) 的团队在两个不同的大群体中进行了一项研究,发现 REM 睡眠是预测寿命的最强指标,且呈现线性关系:REM 睡眠越少,死亡概率越高。通过机器学习算法分析,他们得出结论:在所有睡眠阶段中,REM 睡眠最能预测寿命。这就是为什么人们常问“如何获得更多深度睡眠”或“更多梦境睡眠”时,我会反问“为什么你想获得更多那种?”——其实所有的睡眠阶段都是“好东西”。
正如运动研究表明,每周进行约 150 到 180 分钟的中等强度有氧运动(Zone 2 训练)与长寿和健康相关,睡眠也是如此。你无法通过补充剂(如二甲双胍或 NMN)来完全绕过睡眠的必要性。你必须达到那个阈值。
午餐时间饮酒
休伯曼博士:如果午餐时喝一两杯酒,或者下午进行“欢乐时光”鸡尾酒,然后在七八小时后去睡觉,这会减轻酒精对睡眠的影响吗?还是说只要喝了酒,未来 24 小时就毁了?
沃克博士:这取决于时间窗口的依赖性。目前还没有人做过精细的剂量与时间间隔的研究来衡量这种“爆炸半径”。但显然,酒精摄入与睡眠时间越近,影响越严重。虽然我不是禁酒主义者,我只是一个科学家,我不想告诉别人怎么生活,我的工作是提供科学信息。我个人不喜欢酒的味道,但我认为生活需要某种平衡。就像吃冰淇淋圣代一样,我知道它对血糖不好,但这可能是享受放松生活所付出的代价。我不想回顾一生时觉得自己活到了 111 岁却过得非常痛苦。我的工作不是提供生活处方,而是提供科学依据。
褪黑素 (Melatonin)
休伯曼博士:关于所谓的“黑暗荷尔蒙”——褪黑素,它是如何由光线抑制的?如果我们谈论的是作为补充剂的褪黑素,人们总是认为它是睡眠的“启动器”,但它的内源性形式和补充剂形式有着本质区别。你能谈谈这方面吗?
沃克博士:如果你的系统运作正常,随着黄昏的临近,褪黑素水平就会开始上升。当眼睛感知到的光线信号(这就像一个强硬的刹车踏板,防止褪黑素的释放)因黄昏而减弱时,我们松开了刹车,褪黑素的“水龙头”就打开了。它通常在睡眠前一两个小时开始释放,并在睡眠期间达到峰值。它本质上是告诉大脑和身体:“现在是黄昏,是夜晚,该考虑睡觉了。”因此,褪黑素有助于确定睡眠开始的“时间”,但它并不真正有助于睡眠本身的“生成”。它就像奥运会 100 米赛跑的发令员,负责把选手叫到起跑线上,但它并不参与比赛本身。
关于补充剂,目前的科学证据表明,对于没有睡眠障碍的健康成年人(尤其是年轻人),褪黑素作为睡眠辅助剂并没有特别大的帮助。一项最新的荟萃分析显示,褪黑素平均仅能增加约 3.9 分钟的睡眠总量,睡眠效率仅提高约 2.2%。这简直是杯水车薪。
休伯曼博士:即便如此,它依然是一个价值数亿美元的产业。如果它无效,为什么人们还这么买账?是安慰剂效应吗?
沃克博士:可能吧。但对于老年人(65 岁以上)来说,由于松果体可能会发生钙化,分泌功能减弱,褪黑素补充剂在临床上有时是合适的。但我最担心的是补充剂的剂量问题。市面上的补充剂通常从 1 毫克到 10 毫克甚至 20 毫克不等。这通常是人体自然分泌量的几十倍甚至更多(超生理剂量)。
我曾观察到给季节性繁殖的动物(如仓鼠)注射高剂量褪黑素,会导致它们的性腺萎缩几百倍。虽然人类不是季节性繁殖动物,但激素是非常强大的。我非常担心人们随意服用这种会影响生殖轴的激素。此外,一项研究分析了 20 多种褪黑素品牌,发现其标签上的剂量与实际含量完全不符,偏差从少 83% 到多 478% 不等。这意味着你可能摄入了远超生理需求的剂量。目前研究认为,真正有效的补充剂量其实非常小,大概在 0.1 到 0.3 毫克之间。
镁 (Magnesium)
休伯曼博士:我想谈谈镁补充剂。市面上有很多形式,比如柠檬酸镁(泻药)、苹果酸镁(针对肌肉酸痛)。但我个人对甘氨酸镁 (Magnesium Bisglycinate) 和苏糖酸镁 (Magnesium Threonate) 很感兴趣,因为它们据称能穿过血脑屏障。你对镁补充剂有什么看法?
沃克博士:我不补充镁,但我认为苏糖酸镁确实有意思,因为它有较高的能力穿过血脑屏障,对中枢神经系统产生影响。遗憾的是,目前还没有针对苏糖酸镁的深度睡眠专门研究。现有的关于普通镁补充剂的文献大多非常平淡,并没有强有力的证据支持其作为睡眠辅助剂的有效性。
我分析了这种“镁是睡眠神药”的迷思来源,它似乎源于早期针对镁缺乏症的研究——当一个人因严重缺镁而睡眠不佳时,补充镁当然能改善睡眠。但这被误传为:如果你镁水平正常,额外补充镁会让你睡得更好。目前的客观数据并不支持这一结论。当然,我希望看到更多针对苏糖酸镁或甘氨酸镁的科学研究,因为在睡眠领域,我们永远保持开放态度。
缬草、猕猴桃、酸樱桃、芹菜素 (Apigenin)
休伯曼博士:如果你不必亲自尝试,有哪些你感兴趣的物质?缬草根 (Valerian root)、酸樱桃 (Tart cherry) 和猕猴桃 (Kiwi fruit)。你对这些怎么看?
沃克博士:缬草根虽然被广泛宣传,但科学证据并不支持它。在至少七项高质量的研究中,五项发现其对睡眠无效,两项因数据不足无法结论。它甚至在 25 个指标的测试中都没有产生显著差异。
至于酸樱桃和猕猴桃,它们确实出人意料。有一些高质量的随机安慰剂对照研究发现,酸樱桃汁在某些群体中减少了醒来时间,或者增加了睡眠时长(甚至有研究提到增加了 84 分钟)。猕猴桃的研究也显示了类似的改善效果。有趣的是,小鼠实验表明猕猴桃的睡眠益处可以通过 GABA 阻断剂来消除,这意味着它可能通过大脑天然的抑制性神经递质 GABA 系统起作用。这为它们为何可能有效提供了一个机制解释。但这依然属于初步数据,请保持谨慎。
关于你提到的芹菜素 (Apigenin),它是洋甘菊的衍生物。虽然目前它主要处于主观评价阶段,缺乏客观的大型睡眠测量数据,但作为一名科学家,我主张保持开放心态。如果你想尝试某种补充剂,我建议采用“正负对照”实验:先记录一个月的基础睡眠数据,然后尝试补充剂一个月,最后停用一个月观察是否退回原样。通过这种双向对照,你可以判断它对你是否有真实效果。
色氨酸与血清素
休伯曼博士:我想问关于色氨酸和血清素的问题。我个人补充它们后,入睡很快,但会经历非常生动且混乱的梦境,随后的几天还会经历失眠。从生物学上讲,这是因为睡眠架构中血清素在不同阶段的释放非常严格,而补充剂打破了这种节律吗?
沃克博士:这是一个非常深刻的见解。睡眠期间,血清素和去甲肾上腺素的释放确实受到严格调控。例如,为了产生 REM 睡眠,这两种神经调节剂必须完全“关闭”。而乙酰胆碱则会上升来启动 REM。这三种物质之间存在一种精妙的“推拉”舞蹈。如果你在不该摄入的时候通过补充剂强行拉高血清素水平,你实际上可能在人为地干扰 REM 睡眠的自然发生。虽然目前这方面的确切数据尚不充分,但你的亲身经历确实揭示了补充剂可能干扰睡眠神经调节机制的可能性。
小睡与非睡眠深度休息 (NSDR)
休伯曼博士:谈谈小睡。你是如何看待小睡的?你是“ yay”、“nay”还是“meh”派?
沃克博士:我不小睡,这不是因为我精力无限,而是因为我的睡眠动力似乎不需要。但我承认午后确实存在“餐后困倦”。关于小睡的科学数据是:20 到 90 分钟的小睡在心血管健康、压力皮质醇降低、学习记忆和情绪调节方面都有益处。我们有时会使用 90 分钟的小睡,以便让受试者完成一个完整的睡眠周期(非 REM 到 REM),从而测量其获益。
但小睡也是一把“双刃剑”。它是“睡眠压力”(腺苷)的释放阀。对于健康睡眠者,小睡没问题;但对于失眠症患者,我们通常建议不要小睡,因为那会把晚上的“睡眠食欲”提前消耗掉,导致晚上睡不着。如果你一定要小睡,建议限制在 20 到 25 分钟以内,这样你不会进入太深的睡眠阶段,避免了那种醒来后头昏脑涨的“睡眠惯性”。
休伯曼博士:我非常赞同这一策略。当你提到 NASA 在 20 世纪 90 年代的研究时,它确实改变了人们对小睡的偏见。现在我们需要认识到,社会将睡眠视为“懒惰”是一种严重的偏见。
是否可能睡得太多?
休伯曼博士:是否存在“睡得太多”的情况?
沃克博士:这分两种情况。临床上存在“嗜睡症”,但在忧郁症患者中,人们报告的“睡太多”往往是“卧床时间过长”而非“实际睡眠过多”。
如果讨论全因死亡率曲线,你会看到一个 J 型曲线。少于 7 小时,风险增加;超过 9 小时,风险曲线并不会继续下降,甚至在 10-11 小时后会再次上升。这有两种可能的解释:第一,人们可能因为潜在的疾病导致身体发出信号需要更多睡眠,但疾病本身最终夺走了他们的生命;第二,长时间卧床的人通常睡眠质量极差,所以他们试图通过延长卧床时间来弥补。当然,从理论上讲,像任何生理变量(水、食物、氧气)一样,过度睡眠也可能是有害的,但这在现实中对于大多数人来说不是主要危险。
性、高潮、自慰、催产素与关系
休伯曼博士:我想谈谈一组行为,我注意到目前至少有一家公司开始在他们的睡眠监测设备中跟踪它,那就是性、高潮和自慰——这些话题虽然有些敏感,但从生物学角度来看,这非常重要,因为如果没有精子与卵子的结合,我们就不会存在。马特,据你所知,或者说你们实验室是否有相关研究,探讨性、高潮和自慰在入睡、保持睡眠质量方面的作用?毕竟这些生理事件是我们进化史的一部分。
沃克博士:这几乎就像电影里的讽刺剧,情侣做爱后会立刻传来鼾声,这暗示着它有某种神经源性的睡眠促进作用。这确实非常有趣,尤其是考虑到高潮后催产素 (Oxytocin) 的激增,人们认为这是一种天然的镇静剂。它会导致神经系统的“战斗或逃跑”分支的消散,而这对于入睡是必须的。
这就是我们睡眠中心经常看到的“又累又亢奋”(wired and tired) 现象,当人们感觉非常疲惫但因为太“亢奋”(过多的交感神经激活和皮质醇)而无法入睡时,高潮能帮助缓解这种激活。关于性与睡眠的关联,目前的数据非常有说服力,表明无论是主观评价的睡眠质量还是客观的睡眠时间,能够导致高潮的性行为通常都有利于睡眠。
此外,自慰也被发现可以作为一种睡眠工具。虽然这在社会谈话中比较禁忌,但我认为我们应该开放地讨论所有这些。作为一名科学家,我职业生涯早期研究过性激素对大脑和身体发育的影响,所以我始终是从生理和激素的角度来看待这些行为的。既然所有人类都源于这一过程,讨论它在调节睡眠中的作用完全是科学的。
休伯曼博士:没错,我完全同意。
沃克博士:即便不谈高潮本身,那种亲密关系带来的催产素益处,以及通过伴侣关系获得的和谐感,都有助于建立一个良好的睡眠促进环境。这是一种双向关系:性生活和亲密关系改善睡眠,而良好的睡眠也能反过来改善关系和性欲。事实上,研究表明,女性每多睡一小时,其对伴侣产生性趣的可能性就会增加 14%,这是一个非常显著的比例。
此外,加州大学伯克利分校的 Serena Chen 教授发现,休息不好的夜晚往往意味着关系中会爆发更剧烈的冲突。睡眠不足时,人的同理心会下降,这使得你在与伴侣沟通时表现得更具攻击性,而不是更温和。所以,在人际关系的每一个维度上,睡眠都起着巨大的作用。
关于高潮对睾酮的影响,数据跨越了几十年,结论指向:在健康、同意、且处于适当情境下的性行为中,它似乎能将性类固醇激素(如睾酮和雌激素)提高到健康的范围内。而所有这些激素调节过程,都与睡眠的质量和深度紧密相关。
非传统但强大的睡眠小贴士
休伯曼博士:我想问你两个问题:有什么你认为尚未被充分利用但非常有效的非传统睡眠技巧吗?或者是一些你作为科学家在探索但尚未成为“大众共识”的想法?
沃克博士:除了我们谈过的睡眠卫生、温度、黑暗等常规建议外,这里有一些“非传统”的技巧:
睡眠不佳时,什么都不要做 (Do Nothing):如果你经历了一个糟糕的夜晚,或者开始感到失眠,切记:不要试图通过晚起、白天小睡、额外喝咖啡或早点上床来“弥补”睡眠。晚起会推迟你当晚的入睡时间;白天小睡会“偷走”你晚上的睡眠压力(腺苷);咖啡因会增加你下一晚失眠的风险;而过早上床往往会让你在床上翻来覆去,因为你的身体根本还没准备好入睡,这反而会增加你对床的焦虑。最好的办法是坚持正常的作息。
建立“降落”程序 (Wind-down Routine):不要把睡觉当成开关,要把它当成飞机降落。你需要时间来逐渐下降。无论是冥想、拉伸还是阅读,找一个适合你的仪式并坚持下去。就像我们给孩子建立睡前习惯一样,成年人同样需要“降落”。
不要数羊:加州大学伯克利分校的 Allison Harvey 教授研究发现,数羊实际上会让人更难入睡,因为这会让大脑处于活跃的分析状态。相反,尝试“精神漫步”——在脑海中想象自己在自然中散步,或者在海滩上行走。这种视觉化过程能让大脑摆脱对自身的过度关注。
“担心日记” (Worry Journal):如果你经常在凌晨 3 点因为担心的事醒来,试着在睡前一两个小时(而不是上床前)写下你所有的担忧。这就像关闭浏览器里所有占用内存的标签页。把它们写下来,你的大脑在睡前就会减少负担。
清除卧室的钟表:移走所有的钟表,包括手机。如果在凌晨醒来,知道现在是凌晨 3 点 22 分对你毫无帮助,只会增加你的焦虑,加剧“我只剩 4 小时睡眠了”的灾难化思维。
与马特·沃克博士保持联系与深入学习
休伯曼博士:马特,这真是一次深入探讨睡眠及影响因素的精彩谈话。你的工作对包括急救人员、医疗社区、军事社区在内的各个领域产生了巨大影响,最重要的是改善了普通人的生活。感谢你抽出时间与我进行这场对话。
沃克博士:谢谢你。这是一种荣幸。我很欣赏你作为科学传播者的方式,你也成为了连接公众和科学界的重要纽带。
休伯曼博士:你可以通过 @sleepdiplomat 找到马特·沃克,也可以访问他的网站 humansleepscience.com。当然,别忘了他的经典著作《我们为什么要睡觉》。马特,希望你尽快开启你的个人播客,我相信世界需要听到更多关于睡眠的科学见解。
沃克博士:我确实正在考虑开启一个简短形式的单口播客,如果时机成熟,我会行动的。最后,对于所有对睡眠感兴趣的人,如果有人问我该听什么,我的建议依然是:去听 Andrew Huberman 的播客。
休伯曼博士:感谢大家的关注。如果你喜欢这期节目,请订阅我们的频道并在评论区留下建议。你们的支持对我们非常重要。同时,感谢我们的赞助商。感谢大家对科学的热爱。
Master Your Sleep & Be More Alert When Awake
Master Your Sleep & Be More Alert When Awake
Introduction
欢迎来到 Huberman Lab 播客,我们在这里讨论科学以及适用于日常生活的科学工具。我是安德鲁·休伯曼(Andrew Huberman),是斯坦福大学医学院的神经生物学和眼科学教授。
今天的节目将围绕睡眠展开,同时我们也将探讨睡眠的镜像——清醒。睡眠与清醒这两个生命阶段主宰着我们身心健康的方方面面。我们不仅要讨论睡眠的益处,还将深入探讨如何优化睡眠,包括如何更轻松地入睡、掌握睡眠时机以及提升睡眠质量。与此同时,我们也会讨论如何在清醒时变得更加专注和警觉。由于睡眠与清醒息息相关,如果不将二者结合起来,就无法完整地探讨其中任何一个话题。
What Is Sleep Really For?
睡眠是我们生命中一段不可思议的时期,在这期间我们处于无意识状态。虽然我们可能会做梦、抽动,甚至中途醒来,但在睡眠中,我们主要只与大脑和身体内部发生的事情产生联系。在大多数情况下,外部感官体验无法真正影响我们。然而,睡眠是生命中极其重要的阶段,因为它能重置我们在清醒时期保持专注、警觉和情绪稳定的能力。因此,如果不考虑睡眠,我们就无法真正讨论清醒状态、专注力、动力、情绪以及整体的健康福祉。
同样,我们在思考睡眠时也离不开对清醒状态的审视,因为事实证明,睡眠期与清醒期是相互关联的。我们在清醒状态下的行为决定了我们何时入睡、入睡的速度、是否能保持睡眠状态,以及第二天醒来时的感受。本次讨论的重点将主要集中在如何改善睡眠上。之所以选择这个切入点,而不是直接深入探讨睡眠的生物学机制,是因为目前关于睡眠生物学的信息已经非常丰富了。虽然我们会涉及一些生物学概念,例如睡眠阶段、睡眠纺锤波(sleep spindles)、褪黑素以及梦境,但我认为大多数人已经意识到,长期保持高质量的睡眠至关重要,只是大多数人并不知道该如何实现。
事实上,我猜测很少有人能做到每晚持续获得 7 到 9 小时的高质量睡眠,并在醒来时感到精力充沛、准备好迎接挑战,且全天保持专注和警觉,不出现能量或注意力的下滑。如果你和包括我在内的大多数人一样,可能每隔三五天就会遇到一些睡眠挑战,甚至频率更高。因此,今天的讨论将侧重于实用工具,探讨那些能帮助你入睡、提高睡眠质量并让你在醒来后感到更加解乏的工具。这些工具的讨论将基于过去十年(甚至更近期)的同行评审研究。我们将从探讨“什么是睡眠”以及“是什么控制了入睡时机”开始,即探讨究竟是什么因素决定了你在一天中的特定时间产生困意,以及这些因素如何决定我们的睡眠质量。
Sleep Hunger
我们的清醒状态及其质量究竟受什么控制?研究表明,这主要由两种力量决定。第一种是化学力量,被称为腺苷(Adenosine)。
腺苷是我们神经系统和身体中的一种分子,它在体内的积累量与我们清醒的时间成正比。如果你刚刚享受了 8 到 10 小时深度且充分的睡眠,大脑和身体中的腺苷水平会处于极低状态。相反,如果你已经连续清醒了 10 到 15 小时甚至更久,腺苷水平就会显著升高。
腺苷会产生一种“睡眠驱动力”或“睡眠饥饿感”。在这里,“饥饿感”是一个非常贴切的词,因为我们可以将睡眠与营养进行类比。一个人的营养状况、进食后的感受、整体体适能、细胞健康以及心脏健康,并不取决于某一种特定的食物,而是由多种因素共同决定的,包括进食频率、进食量、食物种类以及最适合个体的方案。
同样,你的睡眠和清醒状态也是多种行为综合作用的结果。其中,清醒时间的长短是一个关键因素,而这正是由腺苷分子介导的。随着清醒时间的延长,腺苷在体内稳步上升,这便是你感到困倦的原因。
理解腺苷的一个好方法是联想咖啡因(Caffeine)。对绝大多数人而言,咖啡因具有提神作用,能让人感觉更清醒。有些人对咖啡因非常敏感,即使摄入少量也会感到焦虑不安;而另一些人即使摄入大量咖啡因也不会有这种不适感。
咖啡因的作用机制是作为“腺苷拮抗剂”。这意味着当你摄入咖啡因(无论是通过咖啡、汽水、茶还是其他形式)时,它会结合到腺苷受体上。它就像一辆停在特定车位上的汽车,占据了受体的位置,导致腺苷无法“停靠”在这些位点。
当咖啡因占据腺苷受体时,该受体的下游并不会产生任何实际反应,即受体无法启动正常的细胞功能来让你产生困意。因此,咖啡因之所以能让你保持清醒,是因为它阻断了困倦信号。这也解释了为什么当咖啡因药效消退后,积压的腺苷会重新结合到受体上——有时甚至具有更高的“亲和力”(Affinity)——从而导致你感受到明显的“崩溃感”(Crash),即感到格外疲惫。
Caffeine: Devil & Angel
我并不是要妖魔化咖啡因,实际上我非常喜欢它,并且在早晨和下午都会饮用。但由于耐受性或腺苷受体(adenosine receptors)的遗传差异,人与人之间存在显著的不同。我属于那种可以在下午四五点饮用咖啡依然能安然入睡的人,但有些人上午 11 点之后摄入任何咖啡因,睡眠就会受到彻底干扰。
这一切都源于腺苷与腺苷受体之间的关系以及遗传变异。除了通过个人实验,这些因素很难被提前预知。这意味着每个人都需要自行探索并确定自己是否能耐受咖啡因,以及在一天中的什么时间摄入才不会影响入睡和睡眠质量。因此,与其一味指责咖啡因,或者认为每个人都能在深夜饮用,你更需要找到适合自己的节奏。
咖啡因具有许多健康益处,但对某些人来说也可能引发健康问题,例如升高血压等。咖啡因会增加一种名为多巴胺(dopamine)的神经调节物质,这往往会让我们感到愉悦、有动力并充满活力。正如我们在第一集讨论过的,多巴胺与另一种名为肾上腺素(epinephrine)的神经调节物质密切相关,事实上,肾上腺素就是由多巴胺转化而来的,它能为我们提供能量。
让我们退一步来审视“困意”的本质。困意是由体内自然产生的腺苷积累所驱动的。咖啡因通过阻断腺苷受体,防止腺苷发挥让人产生困意的作用,从而为我们提供能量并提高多巴胺水平。然而,由于个体耐受性差异巨大,目前的科学数据表明,判断咖啡因对你而言是好是坏,以及是否应该在特定时间摄入的唯一方法,就是通过个人实验。事实上,有一小部分人拥有一种突变型的腺苷受体,这使得他们即使在深夜喝咖啡也能毫无困难地入睡。因此,基于科学工具的逻辑,我无法给出一个通用的处方,只能建议你在安全的前提下自行尝试并找出适合自己的方案。
我们可以将腺苷驱动的这种动力理解为“睡眠饥饿”(sleep hunger)。当腺苷水平较低时,就像处于饱腹状态,并不怎么想睡觉;而当腺苷水平较高时,就像长时间禁食后感到极度饥饿,我们会产生强烈的入睡欲望。虽然我不建议你这样做,但如果你尝试比平时多熬夜四个小时,你会发现自己变得非常、非常困。这是因为你多清醒了四个小时,导致腺苷在体内的积累达到了更高的水平。然而,如果你曾体验过彻夜不眠,你会发现一个有趣的现象:当清晨来临时,你会突然感到能量有所回升。
Timing Your Sleep Properly
即使腺苷(adenosine)在整个晚上都在不断累积,你仍会再次感受到能量和警觉性的提升。这是为什么呢?原因在于,存在着第二种控制你睡眠与清醒的驱动力,即所谓的“昼夜节律驱动力”(circadian force)。“Circadian”意为“大约一天”或“大约24小时”。在人类以及我们所知的所有动物的大脑中,都存在着一个内在生物钟,它决定了我们何时感到困倦,何时想要保持清醒。
试想一下,我们并不会在一天中每隔30分钟就想睡一次,然后又突然清醒;我们的睡眠和困倦期倾向于浓缩成一个连续的板块,通常是一个6到10小时的跨度。尽管每个人对睡眠量的需求存在差异,但我们随后会讨论如何诊断你的绝对睡眠需求,以及如何弥补缺失的睡眠。
这个睡眠板块在每个24小时周期中所处的位置受多种因素影响,但其中最强大的调节因素是光线,特别是户外阳光。我必须强调,光线与睡眠意愿之间的这种关系不仅至关重要,而且具有极高的实际操作价值。
表面上看这很简单,解决起来也不复杂,但坦率地说,人们往往把关于昼夜节律的文献搞得一团糟。因此,让我们从大脑和身体在24小时周期内的运作机制出发,对其进行详细拆解。我们先从“清醒”开始:无论你前一晚睡得有多好,或者是否整晚没睡,大多数人通常都会在某个时刻醒来。
Release Your Hormones (At The Right Times)
通常在日出前后,或者日出后的一到三个小时内,我们会从睡眠中醒来。虽然对于夜班工作者或受时差困扰的人来说情况有所不同(这部分内容将在稍后详细讨论),但对大多数人而言,清醒的时间往往与日出同步。此时,由于经历了充足的睡眠,体内的腺苷(Adenosine)水平处于低位,而身体会产生一种以激素(Hormone)形式呈现的内部信号。
激素是一种由身体某一器官释放,并作用于其他器官(包括神经系统)的化学物质。当你早晨醒来时,位于肾脏上方的肾上腺会释放出一种名为皮质醇(Cortisol)的特定激素。伴随皮质醇释放的还有肾上腺素(Epinephrine/Adrenaline),它们不仅由肾上腺分泌,也存在于大脑中。这种“脉冲式”的释放——即小剂量的瞬间分泌——会让你感到清醒。
无论这种皮质醇和肾上腺素的脉冲是源于闹钟提醒还是自然觉醒,它都会向全身系统发出警报:是时候提高心率、增加肌肉张力并开始活动了。这种皮质醇脉冲在清醒周期的早期出现至关重要。对于某些白天睡觉、晚上八点起床的人来说,这个规律同样适用。重要的是,皮质醇脉冲应当在清醒初期集中发生,从而在系统中形成一个“上涨的潮汐”。
许多人可能在压力背景下听说过皮质醇。确实,在日常生活中,各种压力源(如看到信用卡账单上的异常扣款、突如其来的变故通知或赶时间迟到)都会导致体内去甲肾上腺素和肾上腺素水平升高。如果压力足够严重,肾上腺会在全天不断释放皮质醇脉冲。然而,清醒初期出现的皮质醇上升是正常且健康的,它能让你保持警觉,并产生动力去应对工作、运动、学习和社交。
早晨醒来时的皮质醇脉冲还触发了另一个关键机制:它在身体和神经系统中设定了一个定时器,决定了另一种名为褪黑素(Melatonin)的激素何时分泌。褪黑素是一种让人产生睡意的激素,由大脑的特定区域分泌。当皮质醇水平在早晨上升时,细胞内的计时程序便启动了。基于器官间的相互作用,这个定时器告知大脑和身体:在大约 12 到 14 小时后,松果体(Pineal gland)将开始释放褪黑素。
这里存在两种相互关联的机制:清醒信号和睡眠信号,且清醒信号触发了睡眠信号的启动定时器。除非通过外部补充,否则人体内褪黑素的唯一来源就是松果体。松果体是一个位于大脑内部、靠近第四脑室(Fourth ventricle)的小腺体,大小约如豌豆。哲学家笛卡尔(Descartes)曾将其描述为“灵魂的宝座”。
(Pineal) Melatonin Warning
笛卡尔曾提到,松果体(Pineal Gland)是大脑中极少数非对称(即并非左右半球各一个)的单一结构之一。虽然目前并没有科学证据支持松果体是“灵魂之所”的说法,但它确实是一个极其特殊的器官,因为它是人体内唯一释放褪黑素(Melatonin)的器官。褪黑素的作用是让我们产生睡意并帮助入睡。
关于是否应该补充褪黑素,除非在极少数特殊情况下,我个人持保留意见。原因之一是褪黑素具有第二种功能:它会抑制青春期的启动。在婴儿和儿童时期,褪黑素并非像成年人那样在觉醒 12 到 16 小时后才开始分泌,而是全天候持续且张力性(Tonically)地释放。这种慢性的褪黑素释放已知会抑制大脑中触发青春期的其他激素。
虽然褪黑素的分泌与青春期的结束和成年期的开始密切相关——即当我们开始仅在夜间分泌褪黑素时,通常也是走出青春期的阶段——但这并不代表它完全控制了这一过程。然而,根据大量的内分泌学数据,褪黑素确实具有抑制青春期启动的作用。因此,对于尚未发育完全的青少年,补充褪黑素可能会带来问题;而对于成年人,它也可能对体内的其他激素系统产生影响。
此外,褪黑素虽然能帮助入睡,却无法维持睡眠。许多服用褪黑素的人会发现自己在 3 到 5 小时后醒来,并难以再次入睡。另一个令人担忧的问题是监管的缺失。在世界上大部分地区,褪黑素作为一种激素却可以非处方购买,这在激素类药物(如睾酮、皮质醇或雌激素)中是非常罕见的。马特·沃克(Matt Walker)在《我们为什么要睡觉》(Why We Sleep)一书中指出,研究显示市售褪黑素品牌的实际含量极不稳定,其含量可能仅为瓶身标注量的 15%,也可能高达标注量的 400%。这种完全不受监管的状态增加了补充的风险。
从生理机制上看,皮质醇(Cortisol)和褪黑素的节律是内源性的(Endogenous),这意味着即使在完全黑暗或持续光照的环境下,这些节律依然会存在:皮质醇会在特定时间脉冲式上升并随时间下降,而褪黑素则在大约 12 到 14 小时后上升。然而,这些内源性的激素和神经系统在进化上被设定为受外部因素调节。
决定皮质醇何时开始上升的最关键感官事件就是光线。在正常情况下,当你醒来并睁开眼睛时,光线进入眼球,触及一类特殊的神经元——视网膜神经节细胞(Retinal Ganglion Cells)。这些细胞作为大脑的神经元,会将光信号传递给大脑,从而校准并驱动整个昼夜节律系统的运行。
Strange Vision Is Good Vision
视网膜实际上是大脑的一部分,准确地说是两部分,因为大多数人拥有左右两个视网膜。它是大脑中唯一位于颅骨之外的部分。当光线进入眼睛时,一类特定的视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells)会感知特定类型的光线,并将这一信号传递给位于口腔顶部上方的“中央时钟”——视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)。
虽然这听起来有些复杂,但基本逻辑是:当你睁开眼睛,光线进入,电信号就会发送到视交叉上核。视交叉上核与身体的几乎每一个细胞和器官都有联系。通过光线与这个中央时钟的交流,我们能够正确调节皮质醇(cortisol)和褪黑素(melatonin)的分泌节奏。这一点至关重要,因为大量证据表明,如果皮质醇和褪黑素的节律紊乱,会对心血管健康、代谢功能、学习能力,以及产生抑郁或痴呆等疾病产生广泛且严重的负面影响。事实上,由于关于睡眠不足和节律失调的负面信息过于泛滥,许多人已经产生了“睡眠焦虑”,这种压力反而让他们更难入睡。
因此,我们应该关注如何正确锚定这些系统。醒来后,如果一直待在黑暗的房间里,光线强度不足以触发皮质醇和褪黑素节律的正确计时。你可能会问:“为什么随便什么光线都不行呢?”事实证明,这些设定昼夜节律并进而调节全身细胞、器官和组织时钟的神经元,对光线的质量和强度有特定偏好,而户外阳光提供的质量和强度是最理想的。
从进化角度来看,这些神经元寻找的是处于低太阳角度(low solar angle)的太阳。神经系统并不理解“日出”或“日落”的概念,它只识别太阳处于天空低位时特有的光线质量。当太阳处于低角度时,光线中存在一种特定的黄色与蓝色之间的对比,这会触发这些细胞的激活。如果你醒来后只是看手机、电脑或打开人工光源,这些细胞虽会被激活,但并非以最优方式。你应当在醒来后尽可能早地让户外阳光进入眼睛。
这些神经元无法区分人工光和阳光,但它们对太阳处于低空时的光线质量和强度反应最灵敏。如果你能观看日出,那非常完美;如果你像我一样通常在日出后几小时才醒,你仍然应该去户外看阳光。你不需要让阳光直射眼睛,此时散射的光子能量已经足够。
值得注意的是,在室外获取光线至关重要。斯坦福大学精神病学与行为科学系的专家 Jamie Zeitzer 博士指出,透过窗户、汽车挡风玻璃或侧窗观看阳光的效果,比直接在室外(不戴墨镜)观看要低 50 倍。此外,必须在太阳角度较低时进行,一旦太阳升到头顶,光线质量就会改变,从而错过调节皮质醇脉冲的最佳时机。
正确调节皮质醇脉冲非常关键。皮质醇脉冲的延迟(例如在晚上 8 点或 9 点出现升高)是许多焦虑症和抑郁症的特征。虽然我们尚不确定这是原因还是结果,但它是抑郁症和焦虑症的一个显著标志。将皮质醇脉冲提前到清醒早期,对从血压到心理健康的各个方面都有诸多益处,因为这能让皮质醇脉冲远离褪黑素脉冲。
至于在户外停留的时间,则因环境而异。在冬季科罗拉多州晴朗的雪地,光子能量极强,可能只需 30 到 60 秒即可触发中央时钟并对齐节律;而在冬季的斯堪的纳维亚,或者在云层浓密的环境下,则需要更长时间。即便是有厚云层遮挡,室外光线通常也能达到 10,000 到 50,000 勒克斯(lux),这足以设定昼夜节律。
视网膜在清醒早期并不敏感,因此需要大量的光子(最好来自阳光)来启动时钟机制。如果你因为环境限制无法接触阳光,则必须求助于人工光源,在这种情况下,你需要能够模拟阳光或含有大量蓝光的光源。尽管人们常说蓝光有害,但在清醒早期的这个特定机制中,蓝光其实是非常有益的。
Blue Light Is Great!
在白天,我们经常讨论蓝光和防蓝光眼镜,但实际上,你非常需要在清晨让大量的蓝光和黄光照射到视网膜上。需要明确的是,永远不要直视任何让你感到疼痛的光线,无论是阳光还是人造光。如果你发现眼睛流泪,或者因为疼痛而难以持续注视,那就说明光线太亮了。为了保护视网膜不受损伤,千万不要强忍着不眨眼去凝视太阳,这确实会灼伤视网膜。
人类生来就具备完善的眨眼反射。如果你觉得光线太亮需要眨眼,那就意味着光量过载,请务必保护眼睛。然而,阳光中的蓝光和黄光是调节生理节律的理想选择。如果你因为无法获得足够的阳光而必须依赖人造光,那么富含蓝光波长的人造光源也是设定这一机制的理想工具。许多人认为白天应该佩戴防蓝光眼镜,这完全是错误的。防蓝光眼镜的使用应当保留到深夜,因为光线会抑制褪黑素的分泌。
关于松果体(pineal gland),许多古代习俗与我所说的科学事实相呼应。人们常说阳光对松果体有益,但这种说法需要严谨对待:阳光实际上会抑制松果体,阻止其释放褪黑素;而黑暗则允许松果体释放褪黑素。因此,松果体并非“阳光之腺”,而是“黑暗之腺”。褪黑素可以被视为一种与黑暗相关的困倦信号。
因此,建议每天早晨起床后尝试走到室外。虽然这对某些人来说可能有挑战,但对于大多数人而言,2 到 10 分钟的户外阳光就非常有效。你需要习惯这样做,且不必精确准时在日出那一刻。尽管我已经就此呼吁了几年,但仍会收到同样的问题,似乎这一理念尚未深入人心。这可能与某些昼夜节律障碍有关,或者是我沟通不够高效,但请务必在清晨获取充足的阳光,若无法实现,则使用人造光。
哪些人造光有效?日出模拟器或人们用于自拍、发社交媒体的环形灯都会产生大量蓝光。如果你想进行实验,可以使用名为“Light Meter”的免费应用程序来测量环境中的光子能量。这是一个有趣的实验:你会发现,即使在阴天或有树荫的户外,光照强度也能达到 10,000 到 20,000 勒克斯(lux);而室内的人造光虽然看起来很刺眼,但在测量下可能只有 500 或 1,000 勒克斯。这是因为人造光非常凝聚,而户外光线在大气中散射,其总量远超室内。
请尽量保持室外采光的习惯。如果你偶尔错过一天,或者睡过了清晨的低太阳角度时期,也不必担心。身体里的激素和神经递质系统(决定你何时清醒或困倦)是通过“平均”你观察到最强光线的时间来运行的。由此可见,大多数人的做法其实并不理想:他们醒来后第一件事是看手机,而手机的光线强度根本不足以激活眼部细胞和中枢昼夜节律钟。
The Real Problem With Smartphones
在清晨接触阳光几小时后,人们可能会戴上墨镜开车。关于墨镜和处方镜片,有一点需要特别注意:在任何情况下,绝对不要为了我所讨论的这些光照建议而牺牲安全。如果出于安全原因需要佩戴墨镜,请务必佩戴。同样,如果你佩戴处方眼镜或隐形眼镜,也请正常佩戴,因为它们并不会过滤掉设定中枢生物钟所需的特定波长的光。因此,安全始终是第一位的。
如果你患有视网膜变性疾病,例如视网膜色素变性(retinitis pigmentosa)、黄斑变性(macular degeneration)或青光眼(glaucoma),或者你的家族有此类病史,那么你应该始终避免过度明亮的光线,并对此保持高度谨慎。在这种情况下,你可能需要通过接触较弱的光线(包括阳光)来获取光照,但可以尝试延长接触的时间。
你可能会立刻产生疑问:“那么视力低下或全盲的人该怎么办?他们是如何设定这些中枢生物钟的?”事实证明,大多数视力低下或全盲的人,只要眼球依然存在(即没有因为烧伤或肿瘤等原因被摘除),就依然保留着那些用于设定昼夜节律生物钟的神经元。
这引出了一个非常关键的观点:设定生物钟的过程与视觉上“看到”或“感知”太阳无关。这是一种潜意识机制,通过一类被称为“黑视蛋白神经节细胞”(melanopsin ganglion cells)的神经元发挥作用。这些神经元通过被大气中存在的特定波长的光激活,从而设定你的中枢生物钟,而这些光线即使在多云天气下也能穿透云层。
Blind / Low Vision People
启动这一机制并不一定需要你亲眼看到或感知到太阳。这一机制之所以至关重要,是因为它决定了你当天晚些时候入睡的时间以及睡眠质量。对于那些坚持认为自己是“夜猫子”的人来说,你可能确实携带了让你倾向于晚睡晚起的遗传多态性(genetic polymorphism)基因;然而,在自认为是夜猫子的人群中,约有一半的人其实只是因为在清晨没有获得充足的阳光照射。
因此,在清晨观察光线(理想情况下是自然阳光)是建立健康睡眠-觉醒节律、确保夜晚能够轻松入睡的关键。虽然这并不能保证每一晚都完美无缺,但它是良好睡眠和所谓“昼夜节律健康”(circadian health)的基石。昼夜节律管理着新陈代谢以及许多其他应当在 24 小时周期内规律运行的生理机能。
很多人可能会问,除了光线之外,还有什么因素能帮助设定这种节律?事实证明,光线是我们所说的“主要授时因子”(primary zeitgeber,意为时间给予者),但除此之外,还有其他因素可以辅助建立这种皮质醇(cortisol)的分泌节律。
Using Exercise & Food To Set Your Clock
除了光照之外,进食时机、锻炼时机以及摄入的各种药物或化学物质——我们这里讨论的是合法的摄入物——也都会对生物钟产生影响。我们之所以如此强调光照,是因为它是设定中枢生物钟,即视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)的主要方式。科学研究表明,光照是该生物钟唯一的直接输入信号。
在眼部存在一种特殊的神经元,它们也是大脑的一部分,被称为黑视蛋白神经节细胞(melanopsin ganglion cells)。这些细胞的发现要归功于我的朋友兼同事、布朗大学的大卫·伯森(David Berson),而萨默·哈塔尔(Samer Hattar)和游景威(King-Wai Yau)等人则进一步阐明了其背后的分子机制。这些细胞的功能并非为了形成图像视觉(pattern vision),而是专门用于设定我们的生物钟。事实上,通过这些黑视蛋白细胞感知的光照(尤其是阳光),在设定生物钟方面的效力比单纯在黑暗中起床锻炼要高出 1,000 到 10,000 倍。
这并不意味着你不应该在清晨的黑暗中进行锻炼。如果你有这种习惯,它依然能通过其他途径在一定程度上提高你早间的清醒度并帮助设定生理节律。对于想深入了解神经科学的爱好者来说,其机制如下:在你的上腭上方存在着一个产生 24 小时节律的生物钟,它负责将信号传递给身体所有其他的器官和组织。而在大脑中几毫米之外,还有一个名为膝状体间小叶(intergeniculate leaflet)的结构,它通过所谓的“非光照”(non-photic)影响——如锻炼和进食等——来参与调节生物钟的输出。因此,如果你在白天感到不够清醒……
The Power of Sunset
如果你存在睡眠障碍,除了获取我们之前提到的晨间阳光照射外,如果你想成为一个早起的人,并希望在清晨感到更加清醒,那么在清晨进行光照和运动是非常有效的。坚持两到三天后,你会自然而然地开始早起。这是因为你体内的生物钟机制发生了移动,这就像是提前拨动了时钟,而不是推迟它。
这引出了一个稍微复杂但至关重要的环节:究竟是什么在设定并锚定这个生物钟?主导因素是清晨的强光,而另一个关键则是日落。当太阳处于低太阳角度(low solar angle)、接近地平线时,通过观看此时的阳光(根据季节和地理位置,可能是傍晚或下午),你眼中的黑视蛋白细胞(melanopsin cells,即眼部的神经元)会向中央昼夜节律时钟发出信号,告知一天即将结束。
去年发表的一项研究表明,在日落前后(大约在日落前后的一个小时内,不一定非要看太阳越过地平线的瞬间)观看阳光,可以抵消当晚晚些时候光照对褪黑素(melatonin)释放产生的负面影响。让我重复一遍:清晨的光照是核心,而日落时分的光照则能保护你的大脑和身体,使其免受深夜光照的干扰。因此,建议在下午晚些时候或傍晚到户外活动 2 到 10 分钟。在安全的前提下,请摘掉太阳镜,因为戴深色墨镜会使光照效果减弱 100 到 1000 倍;若隔着窗户观看,效果则会减弱 50 倍。让中央时钟同时接收到清晨和傍晚这两个信号,对于让你的内在生理世界感知昼夜交替具有巨大的威力。
我们可以这样理解:身体的每个细胞都需要葡萄糖和能量。无论这些能量来自肉类、酮体、碳水化合物还是果蔬,最终都会转化为细胞可利用的能量形式。但你不会把面包、牛排或橙子塞进耳朵里,而是通过口腔摄入,经胃部消化后,将资源分配到全身细胞。同理,每个细胞都需要氧气,你不会通过鼻孔或耳朵插一根软管,而是通过肺部吸入空气,再经由血液循环输送到全身器官。
同样地,你体内的每一个细胞和器官也都需要“光信息”。由于人类拥有厚实的头骨,皮肤内部是黑暗的,阳光无法直接进入,因此在特定时间通过眼睛获得户外阳光是获取这些信息的唯一途径。
十多年前,《科学》(Science)杂志曾发表过一项研究,声称照射膝盖后侧的光线可以设定昼夜节律。然而,该研究后来被撤回了,遗憾的是很多人并不知道这一点。该实验存在缺陷,受试者实际上是通过眼睛看到了光。随后的重复实验证明,人类并不存在眼外光感受(extraocular photoreception)。无论别人如何宣称光照皮肤对健康有何益处,光照皮肤都无法设定你的生物钟。你必须依靠眼部的特定细胞在特定的时间感知光线。
相比之下,蛇等爬行动物头骨顶部确实有一个孔,可以让光线直接照射到松果体以抑制褪黑素。但人类没有这样的构造。我们头骨上被称为“眼窝”的孔洞,其存在的主要目的正是为了让光信息进入并调节我们的生理节律。
The Healthy Holes In Your Skull
这种光信号会直接传递给中枢生物钟。根据遗传学研究(我们将在未来的节目中详细讨论),我们知道视觉、形状视觉以及色彩视觉在进化过程中出现得要晚得多。因此,请务必通过在一天中我提到的那两个特定时段观察阳光,将光信息传递给大脑和身体的细胞。
关于“需要看多久、看多少、如何判断光照量是否充足”等问题,你通过观察自己的节律就能得出答案:当你的生物节律开始趋于正常,你会在每天大致相同的时间自然醒来,晚上也更容易入睡。通常情况下,这些系统需要大约两到三天的时间来完成对齐。如果你之前没有养成这些行为习惯,可能需要几天时间才能见效,但它们会对身心健康的多个方面产生巨大的、有时甚至是迅速的益处。
接下来,让我们探讨光的负面影响。光并不应该在任何时间都进入我们的系统,但在现代社会,由于屏幕和人造光的存在,我们可以在原本无法接触到光的昼夜时段获取光源。此前我曾提到,你需要大量的光(尤其是阳光)来设定这些生物钟机制,这确实没错,但这种运作方式中存在一个相当“棘手”的特性:你清醒的时间越长,你的视网膜以及这些感光细胞对光就越敏感。这意味着,如果你已经清醒了10、12或14个小时,即使是来自屏幕或头顶灯光的微弱光线,也会变得非常容易触发这些感光机制。
Bad Light
不当的光照会激活生物钟,使你产生熬夜的冲动,导致入睡困难并扰乱整体的睡眠模式。一个简单的准则是:在清晨及白天的其他时间,应在安全范围内尽可能多地接受光照,包括蓝光。因此,除非你对屏幕光线极度敏感,否则在白天请摘掉防蓝光眼镜。而到了晚上(例如晚上 8 点以后),你应该尽量减少进入眼睛的光线,无论是人造光还是阳光。
尤其需要强调的是,在深夜 11 点到凌晨 4 点之间,绝对要避免强光照射。其科学依据源于 David Berson 以及他在美国国家精神卫生研究所(NIMH)时间生物学部门的同事兼好友 Samer Hattar。他们在顶级学术期刊《细胞》(Cell)上发表的一篇论文显示,大约在深夜 11 点到凌晨 4 点之间进入眼睛的光线会抑制多巴胺(Dopamine)的释放。多巴胺是一种让我们感到愉悦的神经调节物质,被视为人体内源性的抗抑郁剂。此外,这段时间的强光还会抑制学习能力,并产生多种其他负面影响。
对于对神经通路感兴趣的读者,其背后的机制是:光线进入眼睛后,信号会传递到一个名为“缰核”(Habenula)的结构。缰核位于大脑丘脑(Thalamus)的正中央,形状酷似两只小蝙蝠的耳朵。当缰核被激活时,它实际上被称为“失望核”(Disappointment Nucleus),因为它会让我们感到不快乐和更加失望,并可能在清醒状态下诱发某些形式的抑郁。
当然,如果你只是偶尔半夜起床上厕所,或者在通宵航班上需要阅读,偶尔的强光暴露并不会造成大碍。但考虑到现代人的生活方式——长时间熬夜刷手机,即使你调低了屏幕亮度,仍然可能触发这一激活机制。这是因为在深夜,视网膜及相关神经元的敏感度会显著提高。
如果你正面临情绪挑战、焦虑、学习障碍或注意力不集中等问题,掌控夜间的光照行为是改善心理健康、学习能力、专注力和新陈代谢最有效的方法之一。请务必控制夜间的光照,尽量避免在深夜接触强光。虽然红光不会触发这一负面通路,但很少有人会专门配置红外灯或地灯。这便引出了另一个鲜为人知的重要观点:光照的位置。
Light Location
我们眼睛中负责向中枢生物钟发送信号的神经元,主要(虽然并非全部)分布在视网膜的下半部分。由于视网膜前方存在晶状体,根据透镜的光学原理,视觉图像会发生反转,这意味着这些细胞实际上是在观察我们的上方视野。关于视网膜光学(Retinal Optics)的细节非常引人入胜,你可以自行查阅更多资料,但这不是今天讨论的主题。简而言之,由于这些细胞主要位于视网膜的下半部,它们监测的是你周围上方的视觉空间。
这可能并非巧合,这些细胞在进化设计上本质上就是为了检测太阳光的,而太阳光自然是从头顶照射下来的。因此,如果你想避免在傍晚时分错误地激活这些神经元,最好将晚上使用的灯具放置在物理环境较低的位置,例如放在桌面甚至地板上,而不是使用头顶的灯光。在这种情况下,头顶的荧光灯是最糟糕的方案。如果头顶的灯光稍微柔和一些,带有黄色或红色的色调,情况会稍好一点,但设置在房间低处的微弱灯光才是最佳选择,因为它们不会激活这些神经元,从而避免引起昼夜节律钟(Circadian Clock)的偏移。
这就是我们的目标。有些人,比如我之前提到的萨默·哈塔尔(Samer Hattar),他在晚上基本上会把家变成一个“洞穴”。事实上,烛光并不会触发这些细胞的激活,因此烛光、壁炉和营火都是安全的。总的来说,微弱的灯光以及放置在物理环境低处的灯光,对于维持正常的昼夜节律是非常理想的。
Fire / Candlelight
烛光和壁炉虽然是夜间理想的低色温光源,但其主要问题在于潜在的火灾隐患。在利用这些光源时,必须保持警惕,确保不会对所处的建筑结构甚至森林环境造成火灾威胁。
在夜间环境中,应尽量保持低亮度的照明。如果你在深夜醒来,发现自己正在看电视或使用电脑,在这种情况下,建议佩戴防蓝光眼镜(blue blockers)并务必调低屏幕亮度。当然,最理想的情况是完全避免在深夜使用这些电子设备。
清晨获得阳光照射,甚至在日落时分也接受光照,对人体产生的正面效应是极其显著的。与此同时,在晚上 11:00 到凌晨 4:00 之间,应严格避免接触强光,尤其是头顶的强光直射(overhead bright lights)。
需要说明的是,目前的讨论尚未涵盖轮班工作(shift work)的情况。由于轮班工作者必须在深夜接受光照,这会引发一系列严重的健康负面影响。因此,未来有必要专门针对轮班工作者进行深入探讨,分享如何通过特定信息和手段来保护他们免受光照干扰带来的健康损害。轮班工作者对社会运作至关重要,他们的健康保障问题是不容忽视的。
When To Eat
轮班工作和时差对社会及经济有着深远的影响,我在此对其重要性表示认可,并计划在未来专门针对这两个话题进行深入探讨。现在,让我们先聚焦于光线如何以健康的方式引导我们进行生物钟的移相。
要理解整个系统的运作逻辑,我们需要再次回顾其核心机制:腺苷(adenosine)会根据你清醒时间的长短在体内不断积累,从而产生睡眠压力;与此同时,昼夜节律机制通过皮质醇(cortisol)和褪黑素(melatonin)的分泌,精准地定时你的清醒与睡眠周期。在皮质醇和褪黑素的下游,还存在着一系列生理连锁反应。例如,我们通常在清醒时段比在深夜更有食欲。虽然有些人习惯在深夜进食,但如果你发现自己很难转变为“晨型人”或“白昼型人”,那么将光照暴露、体育锻炼以及食物摄入全部调整至白天,将产生显著的辅助效果。
有些人出于代谢考量,或者为了维持及减轻体重,习惯在晚上 6 点或 8 点后停止进食。事实上,目前的科学文献对这种特定时间的做法支持力度有限。关于营养学的研究文献核心观点在于:最好将进食行为限制在每 24 小时周期内的某个特定时段,而不是全天候不间断地进食。至于这个进食窗口应该是 4 小时、8 小时还是 16 小时,这涉及到一个极其复杂的讨论,我们目前没有足够的时间展开。
关于这一领域,我推荐参考 Satchin Panda 博士的著作《昼夜节律密码》(The Circadian Code)。Panda 博士是该领域的权威专家,也是我此前在圣地亚哥索克研究所(Salk Institute)的同事。你可以通过他的研究成果深入探索所谓的“间歇性禁食”和“昼夜节律禁食”。未来如果运气好的话,我们或许会邀请他本人来进行分享。但总而言之,除了饮食调节,你确实可以利用光线作为工具,来训练自己更早地醒来。
How To Wake Up Earlier
杰米·蔡泽(Jamie Zeitzer)及其同事进行了一项非常出色的研究。研究表明,如果在醒来前约 45 分钟到一小时开启灯光,即使你的眼睑处于闭合状态(只要你没有躲在被子里),在坚持几天后,这种做法能够增加你的总睡眠时间,并使你感到困倦的时间点提前,从而让你每晚都想更早入睡。
这项研究在青少年群体中进行了实验,而青少年正是以“晚睡晚起”著称的群体。研究人员发现,在这些孩子自然醒来之前,通过环境中的顶灯或强闪光照射(即使是透过眼睑),可以成功激活其生物钟系统。这种光线暴露让孩子们在晚上自然而然地产生睡意,并最终获得了更长的睡眠时间。在实践中,你可以尝试使用定时器在起床前提前开启电灯,或者拉开窗帘让阳光照进卧室。虽然光线需要穿透眼睑才能激活神经元并作用于中枢生物钟,但这种光线的渗透能力确实非常显著。
一些方案:
安卓手机:部分手机厂商系统自带自动任务,可以定时打开手电筒。
安卓手机:MacroDroid
安卓手机:设置 → 无障碍 → 闪烁通知
iPhone:Shortcuts(快捷指令)
网购:早鸟唤醒光闹钟
网购:智能插座
网购:定时电动窗帘轨道
手机手电筒发热比较大,不要捂住烧坏了。光最好从头顶洒下。
这项研究阐明了一个关于人体构造的重要原理:人类具有实现“相位提前”(phase advances)和“相位延迟”(phase delays)的能力。简单来说,如果你在深夜、尤其是凌晨时分接触光线,由于此时你的系统对光线高度敏感,你的大脑和身体会误以为那是早晨的光线,从而导致“相位延迟”。这会推迟你的生物钟,让你想更晚起床、更晚入睡。因此,深夜的光线暴露会让你第二天早上很难早起。
反之,如果你在清晨(例如早晨 6 点、7 点,甚至凌晨 4 点)接受光线照射,这会使你的生物钟“相位提前”。这相当于将时钟拨快,让你的身体认为时间更早,从而产生早起的意愿。所以,如果你难以在清晨保持清醒,可以尝试在起床前接受强光照射以提前生物钟;同时,务必避免在深夜接触强光,以免生物钟不断被推迟。
人体内部的腺苷机制和昼夜节律钟始终在运行,你需要为它们提供一致且强力的“锚点”。通过规律的光线暴露,你可以锚定皮质醇、褪黑素的释放,进而稳定代谢、学习能力、警觉性以及多巴胺和血清素的分泌。现代人面临的许多专注力、焦虑和抑郁挑战,很大程度上是因为内部机制缺乏规律的锚点。这并不要求你必须分秒不差地执行,因为生物系统具有一定的平均调节能力,但提供一致的清晨和傍晚光线锚点,并避免深夜光照,会对代谢、激素和整体幸福感产生巨大的积极影响。
许多人并不了解长期保持高质量睡眠是什么感觉。当你通过控制睡眠环境(合适的床垫、枕头、室温和光线)以及规律的锻炼时间来优化睡眠时,你会发现其他生物系统也会自然而然地步入正轨。这也是为什么当人们询问该服用什么补剂或药物时,我首先会问:“你的睡眠质量如何?”
关于午睡,只要时长短于一个“超日节律周期”(ultradian cycle),即控制在 20 分钟、30 分钟甚至一小时内,对大多数人来说都是非常有益的。下午 2 点到 4 点之间出现能量和专注力的下降是正常的生理现象,随后警觉性会再次回升。如果你午睡后感到极度昏沉,通常是因为夜间睡眠不足,导致你在白天直接进入了 REM 睡眠或深层睡眠,从而产生认知失调感。
除了午睡,我还推荐一种被称为“瑜伽睡眠”(Yoga Nidra)的练习。这是一种引导式冥想,能让身体和大脑进入深度放松状态。此外,标准的冥想和由斯坦福大学大卫·斯皮格尔(David Spiegel)博士开发的科学催眠(如 Reverie 健康网站提供的方案)也非常有效。这些练习的核心在于降低交感神经系统(负责警觉)的活性,并激活副交感神经系统(负责冷静)。
许多人难以入睡是因为他们不擅长放松,或者在压力大时陷入强迫性的思维循环。我发现,通过 10 到 30 分钟的瑜伽睡眠或催眠脚本,可以显著加速向睡眠状态的过渡。这些练习教会你如何使用身体机制(如强调呼气的呼吸模式和身体扫描)来控制大脑。
一个核心原则是:很难单纯用“想法”去控制“想法”。当你无法入睡时,你应该求助于身体机制。由于自主神经系统存在某种不对称性,我们强迫自己保持清醒(熬夜)比强迫自己入睡要容易得多。因此,通过呼吸和身体控制来“踩下刹车”,训练神经系统从高度警觉转向深度放松,是改善睡眠和提升日间状态的关键技能。
Using The Body To Control The Mind
在第一集中,我曾提到过莫比乌斯带(Mobius strip),用它来形容大脑与身体、或者说精神与身体之间那种连续循环的关系。当我们发现难以控制自己的思维时,我鼓励大家通过身体寻求解决方案。例如,关注光照:在需要清醒时接触阳光,而在深夜则要避免阳光或强光。
这里逐渐显现出一个核心主题:为了控制我们所谓的神经系统,我们必须回顾之前讨论过的一些内容,如感觉、知觉等。但核心问题在于,我们究竟能控制什么?我所谈论的是控制光照暴露、控制呼吸以及控制身体。虽然我现在不展开具体细节,但你可以参考瑜伽睡眠(Yoga Nidra)的训练脚本,或者通过 reveriehealth.com 以及 Headspace 等平台开启冥想练习。这些方法本质上都在教你如何利用身体来控制大脑,让你以一种更具掌控感的方式去探索并引导身心关系。
我们已经讨论了光照、活动与光照的时机、午睡的益处,以及我称之为“非睡眠深度休息”(Non-Sleep Deep Rest)的方法。这种休息方式涵盖了冥想、瑜伽睡眠和催眠。在此,我将这种“非睡眠深度休息”正式简称为 NSDR(请注意不要将其与 EMDR 混淆)。我之前似乎从未听过 NSDR 这个缩写,所以我在这里正式确立这个术语。NSDR 是一种有效的重置手段:当你结束 NSDR 状态后,它能提升你的清醒度、专注力以及情绪稳定性;同时,它还能让你在夜晚需要入睡时,变得更加轻松容易。
目前已有相关科研数据支持“非睡眠深度休息”的效果。丹麦的一所大学开展了一项非常出色的研究(稍后我会提供该研究的链接),该研究表明这种冥想练习可以产生显著的影响。
Drugs & Supplements
NSDR(非睡眠深度休息)和瑜伽睡眠(Yoga Nidra)式的冥想,能够让大脑中一个被称为纹状体(Striatum)的区域内的多巴胺及其他神经调节物质重新复位。纹状体主要参与运动规划和运动执行。换句话说,NSDR 可以重置我们以审慎方式参与世界的能力。具体而言,它能重置你参与 DPO(持续时间 Duration、路径 Path 和结果 Outcome)分析的能力。NSDR 极其强大,因为它不需要佩戴任何设备,不占用过多时间,除了空气外不需要摄入任何物质,却能在神经调节水平产生诸多积极影响。随着研究的深入,NSDR 将在心理和身体健康领域发挥更加突出的作用。
在探讨了行为、营养及其时机对睡眠的影响后,我们现在转向化合物——包括处方药和补充剂。事实上,几乎你摄入的所有高浓度化合物都会对昼夜节律和行为产生某种程度的影响。已故的世界级神经解剖学家 Ted Jones 曾精辟地指出:“药物是注入人体后能产生科学出版物的物质。”这意味着大多数化合物都会对生物学的某些方面产生影响,这也是为什么在 PubMed 上搜索任何分子并加上“睡眠”或“警觉性”标签,往往都能找到相关的研究论文。但这并不意味着该药物是有益的,它只是说明当你改变摄入习惯(例如停止服用安眠药 Ambien 或偶尔服用阿司匹林)时,你的昼夜节律和睡眠行为会发生偏移。
关于觉醒,存在一类旨在增加肾上腺素和多巴胺的兴奋剂。例如用于治疗发作性睡病的莫达非尼(Modafinil)或阿莫达非尼(Armodafinil)。虽然有些人非法使用阿德拉(Adderall)来增加清醒感,但这本质上是在以不同于咖啡因的方式对抗腺苷系统,往往会带来沉重的反弹效应和成瘾潜力。
对于那些在优化了光照行为、饮食和运动后仍有睡眠困难的人,一些在同行评审研究中显示有益的补充剂值得关注。首先是镁(Magnesium)。特定形式的镁能通过增加 GABA 等神经递质来增强睡意并维持睡眠。GABA 有助于关闭 DPO 分析(即对未来的思考),让大脑在时空中漂浮,从而更容易入睡。在众多形式中,苏氨酸镁(Magnesium Threonate)尤为有效,因为它与体内的转运蛋白相关,能让更多有效成分进入细胞。个人经验是,在睡前 30 到 60 分钟服用 300 至 400 毫克的苏氨酸镁。
其次是茶氨酸(Theanine),剂量通常为 100 到 200 毫克。它有助于关闭思绪,帮助入睡。有趣的是,茶氨酸现在被添加到许多能量饮料中,以消除过量咖啡因引起的焦虑感。但需注意,某些能量饮料含有大量的牛磺酸(L-taurine),过量摄入可能导致微血管损伤。
需要强调的是,茶氨酸和镁的组合对某些人来说效果极强,甚至会导致第二天早晨起床困难,因此使用时需要根据个人情况调整剂量。在考虑补充剂之前,应优先确保光照、营养和体力活动的正确性。此外,芹菜素(Apigenin)也是另一种非常有用的补充剂。
Sleep Walking
芹菜素(Apigenin)是洋甘菊的一种衍生物,50毫克的芹菜素可以增强或支持产生困意,从而帮助入睡并保持睡眠状态。
关于梦游者和梦境非常生动的人,有一点需要特别注意:茶氨酸(Theanine)往往会使梦境变得非常生动。因此,梦游者在服用茶氨酸时应当格外小心。事实上,任何人在服用任何补剂之前都应保持谨慎,在咨询认证医师或医疗保健专业人员之前,请勿擅自服用。个人健康是个人的责任,我不对任何人的实验性行为承担责任,特别是涉及补剂和药物的使用。
一个重要的细节是,芹菜素是一种相当强效的雌激素抑制剂。因此,希望维持正常雌激素水平的女性可能应该完全避免服用芹菜素。男性也应考虑到这一点,因为男性同样需要雌激素,完全消除体内的雌激素会对性欲和认知等方面产生各种负面影响。对于某些人来说,芹菜素的雌激素抑制作用非常显著,请务必牢记这一点。
除了上述提到的物质,还有其他一些合法的物质可以帮助改善睡眠。据我所知,这些物质通常具有较宽的安全范围,但即便如此,你也需要针对任何化合物探索自己的安全边界。
我推荐一个非常优秀的网站:examine.com。我与该网站没有任何利益关系,但你可以在那里找到任何化合物或补剂的同行评审研究链接,以及关于我所讨论的内容或其他任何你可能决定用来改善睡眠的补剂的重要警告。以上就是关于如何改善睡眠、入睡以及清醒状态等的大量信息。
Using Science to Optimize Sleep, Learning & Metabolism
Using Science to Optimize Sleep, Learning & Metabolism
Introduction
欢迎收听 Huberman Lab 播客。在本节目中,我们将讨论科学以及基于科学的日常生活工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院的神经生物学和眼科学教授。虽然本播客独立于我在斯坦福大学的教学和研究职务,但它是我致力于向公众免费提供科学及科学相关工具信息的一部分。
今天是播客的第三集,主题是“答疑时间”(Office Hours)。正如大家所知,“答疑时间”通常是学生来到教授办公室,就困惑之处寻求澄清,或针对某一课题进行更深入探讨的时间。我们从前两集播客在 YouTube 和 Instagram 评论区收到的海量问题中,筛选出了两类具有代表性的问题:一类是高频提及且获得大量点赞的问题,另一类则是我们认为能够进一步拓展此前涵盖主题的问题。本月(一月甚至可能延续至二月),我们将有数集节目专门讨论睡眠、觉醒和学习。本播客的独特之处在于,我们有充足的时间进行对话、回答问题并深入探讨这些课题。顺便提一下,我的犬只 Costello 正在背景中睡觉,如果你听到深沉且有节奏的鼾声,那是他在为你“计时”。
我将收到的问题大致归纳为几个类别:光照、运动、补充剂、温度、学习、神经塑性以及情绪和情绪相关障碍。在正式开始之前,我需要进行一项重要的声明:我不是医生,不具备行医资格。我不会开具任何处方,包括行为方案。作为一名教授,我所传达的内容均基于高质量的同行评审研究。请务必根据自身的健康或疾病状况过滤这些信息,并在日常生活中增加或删除任何方案前,咨询获得执照的医疗保健专业人员。每个人都应对自己的健康负责,因此请科学、严谨地对待这些信息。
现在,让我们正式进入主题。有听众提问:月光和火光在生物学中扮演着怎样的角色?
Moonlight & Fire
关于月光、壁炉火光或烛光是否会干扰昼夜节律,是一个非常值得探讨的问题。很多人担心在深夜观察月光会让自己清醒,或者壁炉和蜡烛的光线强度是否过高。为了准确回答这个问题,我们需要从定量的角度来定义光。
在衡量光强时,我们通常使用光度计或相关应用程序,其单位通常是勒克斯(Lux),有时也以坎德拉(Candles)来描述。勒克斯是衡量光照强度的标准单位。在深入讨论具体的勒克斯数值之前,了解其定义非常有帮助:1 勒克斯等于距离单支蜡烛一米处的每一平方米表面所接收的光照量。这是一个非常优美的定量定义。因此,当我们谈论 6,000 勒克斯或 10,000 勒克斯的光强时,你可以将其理解为 6,000 或 10,000 支蜡烛在距离一米远的地方同时照射在一平方米表面上的强度。
事实证明,月光、烛光甚至是壁炉中熊熊燃烧的火光,都不会重置你的昼夜节律时钟,也不会误导大脑认为现在是早晨。尽管当你靠近壁炉或蜡烛时,光线看起来可能非常明亮,但它们不会产生干扰,这主要有两个重要原因。
首先,眼球中的特定神经元——黑视蛋白神经节细胞(Melanopsin ganglion cells),也称为本质光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs)——会在一天之中调整其灵敏度。这些细胞对日出和日落时分(即低太阳角度)产生的蓝黄对比色反应最为敏锐。这些细胞会调节自身的灵敏度,使得它们在接收月光(即使是极亮的满月)或火光时,不会激活大脑中传递“白天信号”的触发机制。
虽然关于“月亮发狂(Lunacy)”以及满月如何改变人类行为有很多传说,甚至也有一些相关的科学研究,但通常情况下,月光并不会过度惊醒我们,除非月亮异常圆且亮。因此,只要确保用火安全,你可以尽情享受壁炉和烛光,它们并不会破坏你的昼夜节律。正如之前讨论过的,除非是为了安全或工作需要,否则在晚上 10:00 到凌晨 4:00 之间避免强光照射是至关重要的,而这些自然光源并不在此限制之列。
Red Light: Good & Bad
关于红光(Red Light)的话题,目前市面上出现了许多商业产品,通常由大面积的高亮度红光灯板组成,声称通过在清晨观看这些红光可以改善线粒体功能并促进新陈代谢。坦率地说,在目前已发表的关于红光对视觉系统积极影响的研究中,除了我稍后会详细介绍的一项研究外,绝大多数并未发表在顶级学术期刊(blue ribbon journals)上。这些研究往往发表在一些知名度较低、评审标准和严谨性难以考量的期刊上。
然而,这并不意味着红光没有益处。伦敦大学学院(University College London)Glen Jeffrey 实验室去年发表的一项研究非常值得关注。Glen 是一位享有盛誉的视觉科学家,该研究的数据标准极高。研究表明,每天早晨观察几分钟红光,可以对视网膜中一种特定类型的细胞——光感受器(photoreceptor)产生积极的线粒体修复作用。在人体衰老过程中,光感受器的功能往往会退化。光感受器位于眼球后部,负责将光信息转化为视网膜和大脑能够理解的电信号。这些细胞至关重要,一旦受损或缺失会导致失明。许多人的视力随年龄增长而下降,特别是老年性黄斑变性,这与光感受器功能的恶化密切相关。
Glen 的研究显示,在清晨进行特定频率的红光闪烁照射可以帮助修复线粒体,但如果在深夜进行则没有这种效果。虽然这项工作仍在进行中(目前的一项临床试验报告了约 12 名患者的情况),且需要更多后续研究的支持,但它确实揭示了红光在医疗应用上的潜力。
关于在傍晚或夜间使用红光,情况则有所不同。从原理上讲,红光不会刺激黑视蛋白(melanopsin)视网膜神经元,因此不会唤醒大脑、干扰昼夜节律或发出“白天到来”的信号。然而,市面上大多数红光产品(尤其是那些宣称具有多种健康功效的灯板)亮度过高。这种高亮度的光线即便波长属于红光范畴,也绝对会唤醒你的身体和大脑。因此,如果你打算使用这些产品,建议在清晨使用,或许能对光感受器的线粒体功能有所裨益。如果你是为了避免夜间光照的负面影响而选择红光,那么这种红光必须非常微弱(dim)——要比大多数商业红光产品暗得多。微弱的红光在夜间非常实用,既能提供足够的照明让你看清环境,又不会干扰昼夜节律或像强光那样抑制多巴胺。
这里涉及到一个核心逻辑:光照的影响取决于特定的时间段和特定的光照强度。这引出了关于“防蓝光”(blue light blocking)的普遍误区。很多人执着于避开蓝光,但实际上,你在白天需要大量的蓝光(如阳光、明亮的头顶灯光)来维持正常的生理功能,因此白天不应佩戴防蓝光眼镜。而到了晚上,如果灯光亮度足够高,即便佩戴了防蓝光眼镜,依然会激活那些干扰昼夜节律的感光细胞和机制。
关于防蓝光产品的混淆,源于对科学文献的片面理解。黑视蛋白视网膜细胞确实对蓝光最为敏感,这导致人们相信过滤蓝光就能防止夜间光照对昼夜节律的破坏。然而,早期的许多研究是将这些神经元从眼球中取出并放入培养皿中观察的。在离体状态下,它们确实主要对蓝光起反应。但在真实的眼球中,这些细胞不仅直接感光,还接收来自光感受器的信号输入。这意味着,在自然生理环境下,这些细胞会对多种波长的光产生反应,而不仅仅是蓝光。
因此,蓝光虽然是“最佳”刺激源,但绝非“唯一”刺激源。科学论文可能在实验范围内是准确的,但往往并不详尽。总之,白天的蓝光(来自屏幕或阳光)是有益的;而到了晚上,关键在于避免任何形式的强光照射,无论它是蓝光还是其他颜色的光。防蓝光眼镜并不能抵消高亮度光线带来的负面影响。
Why Blue-Blockers Are Unscientific
关于通过耳朵、鼻腔或口腔等身体孔口照射光线来调节昼夜节律的说法,我必须明确指出:这并非直接作用。这是一个区分“安慰剂效应”与更重要的生物学概念——“调节”(modulation)与“介导”(mediation)的绝佳机会。
许多因素都能调节你的生物学状态。例如,在鼻腔内放置光源可能会通过触发压力激素的释放来调节你的生物学反应,但这并不意味着光线本身直接参与了过程。正如我之前提到的,几乎任何足够剧烈或新异的刺激都能引起昼夜节律的相位移动。因此,核心问题在于:通过鼻腔、耳朵或其他孔口照射的光线,是否真的在“介导”这一过程?它是否真正触达了你试图操纵的系统背后的天然生物学机制?
这也是我为什么要区分“真正的生物学”与所谓的“黑客行为”(hacks)。我不喜欢“神经黑客”或“生物黑客”这些术语,因为“黑客”意味着将某种事物用于其非设计初衷的用途,这更像是一种“作弊”,而生物学的运作规律并非如此。我倾向于区分那些真正介导生物过程的机制和仅仅是调节它们的因素。
市面上有一些商业产品声称,通过耳朵等部位照射光线可以调整清醒度或睡眠,并附带了一些研究支持。我仔细研读了这些论文,它们大多并非发表在顶尖的学术期刊上,且往往在小字部分注明了与商业利益相关的利益冲突条款。如果有人能向我提供发表在高质量同行评审期刊上的论文,证明光线通过人类眼睛以外的任何部位介导了昼夜节律或清醒度,我非常乐意公开改变我的立场。
但在那之前,我推测这些实验可能没有进行适当的对照实验,例如排除光照产生的“热量”影响,而温度确实可以改变昼夜节律。在人类中,光对生物钟的作用是通过眼睛实现的。虽然某些动物拥有眼外光感受(extra-ocular photoreception)能力,但人类并不具备。
请务必留意“调节”与“介导”之间的区别。通过硬连线的、长期的生物机制来介导一个过程,才是产生持久且强大效果的关键。正如你们所注意到的,我始终主张优先使用行为工具和零成本工具,并在尝试各种插入式设备、服用药物或在身体各处放置奇特装置之前,先将这些基础行为调整好。除非存在明确的临床需求,必须服用处方药,在这种情况下请务必遵循医嘱。
Eyeglasses, Contact Lenses & Windows
通过窗户照射进来的阳光来设定昼夜节律,其所需的时间要比直接在户外接受阳光照射长 50 到 100 倍。关于这一数据,斯坦福大学的 Jamie Zeitzer 教授曾在之前的播客中详细描述过,我也在其他地方讨论过相关的多篇论文。
这里的关键在于,大家可以亲自做一个实验:下载一个免费的“光度计”(Light Meter)应用程序。在户外的晴天或有阳光时,打开应用拍照,它会显示当前环境的勒克斯(lux)数值。接着关上窗户(你也可以对比关上纱窗前后的差异),你会发现勒克斯数值至少会减半。值得注意的是,这种光强与时间的关系并不是线性缩放的。假设户外是 10,000 勒克斯,透过打开的窗户看是 5,000 勒克斯,而关上窗户后降至 2,500 勒克斯。这并不意味着如果光强减半,你只需要看两倍长的时间。生物学机制并非如此运作,2,500 勒克斯并不等同于需要看 10 分钟,而 5,000 勒克斯看 5 分钟。因此,最好的做法是尽可能走到户外;如果做不到,次优的选择是打开窗户。
此外,佩戴处方眼镜和隐形眼镜是完全没问题的。你可能会产生疑问:既然眼镜也是玻璃材质,为什么透过窗户看会削弱效果,而戴眼镜却可以?我们需要从光学逻辑上思考:佩戴在眼前的处方镜片或隐形眼镜是专门设计用来将光线聚焦到神经视网膜上的。事实上,近视的成因就是因为晶状体功能不全,导致图像落在视网膜前方,而特定的镜片能将光线精准聚焦到视网膜的神经元上,使其能向大脑传递信号。
正如我身边的 Costello 正在享受这种光照并沉睡,如果我们根据稍后要讨论的研究给他播放一些音调,也许他以后会记得,虽然我们很难确认他是否真的记住了。
总之,处方眼镜不仅没问题,反而非常有益,因为它们能将光线聚焦到视网膜上。相比之下,普通的玻璃窗、汽车挡风玻璃或侧窗在光学设计上并非为了将图像和光线完美投射到视网膜上。实际上,它们会散射并过滤掉光线,尤其是过滤掉你所需要的特定波长的光。如果你生活在光照较弱的环境中,这一点尤为重要。
Adding Up Your Lights
为了获得更好的效果,你应该在户外停留更长时间,或者在室内使用非常明亮的灯光。理解这些建议背后的科学原理非常重要,因为这能让你根据季节和生活方式的变化,更有针对性地调整自己的用光行为。
在一天中的早期,你的中枢昼夜节律时钟(central circadian clocks)及其相关机制需要大量的光线。虽然这些机制本身没有主观意识,但它们确实需要高强度的光照来触发“白天”信号,从而产生警觉性等生理反应。
在清晨——而非中午——你可以通过累加的方式来获取光子(sum or add photons)。在清晨太阳高度较低的这段短暂时间内,你的大脑和身体正期待着早晨的唤醒信号。即便户外光线并不明亮(例如在阴天的英国,光照强度可能只有 700 勒克斯甚至更低),你也可以通过延长户外停留时间来弥补。当你回到室内后,应打开非常明亮的灯光,尤其是顶灯(overhead lights),因为顶灯最适合刺激这些生理机制。这是因为在一天最初的几个小时里,你可以持续累加光子,从而激活眼睛和大脑中的相关细胞。
然而,到了中午,一旦太阳升到头顶,或者如果你整个上午都待在室内,你就会进入所谓的“昼夜节律死区”(circadian dead zone)。在这个阶段,无论你接受多少人造光甚至阳光,都无法再移动你的昼夜节律时钟,也无法获得那种唤醒信号。
到了晚上,情况则完全相反。由于系统对光线的敏感度在夜间大幅提升,整个系统即使面对极少量的光子也会变得非常脆弱。为了对抗这种敏感性,你可以通过观看落日或傍晚的阳光来提供保护。即使太阳尚未越过地平线,这种光照也能调节你的视网膜敏感度(retinal sensitivity)和褪黑素路径(melatonin pathway),从而减轻夜晚光线对褪黑素分泌的负面影响。你可以将下午观看阳光的行为视作一种“Netflix 疫苗”(Netflix inoculation),它能增强你的抵御能力,让你在晚上观看屏幕时受到的干扰更小。
“Netflix Inoculation” With Light
在傍晚观看 Netflix 时,虽然很难只看一小会儿——似乎存在某种神经生物学机制,驱使我们一集接一集地连续观看——但无论如何,你都可以通过在傍晚(黄昏时分)接触光线,来保护自己免受深夜光线带来的部分负面影响。这种做法确实能调低生物系统对光线的敏感度。
接下来,我想探讨这些因素如何随季节变化,并进而影响情绪和新陈代谢。根据你身处地球的位置,无论是在北半球、南半球,还是在赤道或靠近两极,昼夜的长度各不相同。这种地理差异会转化为切实的生物信号,不仅影响觉醒与睡眠的时间,还会对情绪和代谢产生深远影响。其运作机制如下:在了解了之前播客节目的内容后……
How The Planet Controls Your Energy
掌握了这些知识,你就能真正理解一个令人难以置信的事实:你体内的每一个细胞实际上都与地球相对于太阳的运动保持着同步。
众所周知,地球每 24 小时绕地轴自转一周。因此,根据我们所处的位置,一天中的一部分时间我们沐浴在阳光下,而另一部分时间则处于黑暗之中。与此同时,地球绕太阳公转一周需要 365 天,即一年的时间。由于地球的地轴是倾斜的,而非完全垂直,因此在我们为期 365 天的公转旅程中,根据我们所处的半球(北半球或南半球),一年中不同日子的长度会有所不同。
在某些时节,白昼会变得非常短,而在另一些时节则变得非常长。如果你位于赤道,昼夜长度的变化相对较小;但如果你靠近极地,则会根据你所在的极点以及当前的时节,经历极长的白昼或极短的白昼。简单来说,根据一年中时间的变化,白昼要么在逐渐变短,要么在逐渐变长。
现在,你体内的每一个细胞都会根据昼长来调整其生物学状态。然而,你的大脑、身体和细胞实际上并不直接感知白昼的长度,它们感知的其实是“夜晚的长度”。其运作机制如下:光线会强力抑制褪黑素(melatonin)的分泌。
A Season For Breeding (?)
当白昼变长且持续增加时,这意味着褪黑素的分泌会减少。由于光照增加,褪黑素的总量随之降低。反之,如果白昼变短,光照通过我们之前讨论过的光子累加机制(summing of photon mechanisms),对褪黑素的抑制作用减弱,导致褪黑素信号的持续时间变长。事实上,你体内的每一个细胞都是通过褪黑素信号的持续时间,来感知外部的昼夜长度,进而获知当前所处的时令。
通常可以认为,对于像人类这样在白天活动而非夜间活动的昼行性动物(diurnal animals)来说,褪黑素信号越长,我们的生理系统就越趋于“抑制”状态。这种抑制并不一定指临床意义上的抑郁,尽管这种情况确实可能发生,但它更多是指系统功能的减退。与北半球白昼较长的春夏月份相比,在冬季,个体的生殖能力、代谢水平、情绪,乃至皮肤和毛发细胞的更新率往往都会有所下降。
在白昼较长、褪黑素分泌较少的时期,几乎所有动物(包括人类)的繁殖行为都会增加,促进生殖和生育的激素水平也会升高。此时,代谢水平上升,包括脂肪代谢(脂肪燃烧)和蛋白质合成都会增强。这些生理指标往往与季节性密切相关。
有些人受季节影响非常严重,他们在冬季会陷入临床意义上的抑郁,而光疗对这类人群非常有益。也有些人喜欢冬天,在冬季最快乐,而在夏天感到沮丧,尽管这种情况相对罕见。这并不意味着夏季不会出现抑郁,但当我们讨论季节性抑郁时,通常指的都是冬季抑郁。
此外,还有一些现象也与季节性相关。自杀率往往在春季最高,而非冬季。这涉及自杀行为中一些复杂且悲剧性的层面:人们往往不是在能量水平最低的深渊时期实施自杀,而是在从低能量状态恢复的过程中。关于自杀倾向和情绪障碍,我们将在后续的节目中详细讨论。目前,请理解每个人的生理状态都会根据褪黑素信号的持续时间产生自然的波动。
这可能会让你认为:“那么我应该尽可能多地接受光照,彻底减少褪黑素,从而一直保持良好的状态。”遗憾的是,生理机制并非如此简单。褪黑素对免疫系统有重要作用,对大脑中的神经递质系统等也具有深远影响。因此,每个人都需要根据自己的情况,摸索出早晨需要多少光照,以及傍晚需要避开多少光照,以优化自己的情绪和代谢。
并没有一种万能的处方,因为褪黑素受体的分布、代谢类型、遗传背景及家族病史各不相同。然而,通过理解光照和延长的白昼会抑制褪黑素,而褪黑素往往与这些驱动活动和提升情绪的信号功能减退相关,你就能掌握一定的控制权。你可以通过光照(包括阳光和人造光)来调节褪黑素,这应当能让你更有能力进行自我调整。如果你感到情绪低落,可以反思一下:我获得了多少光照?是在什么时候获得的?因为睡眠对于恢复情绪同样至关重要。你不能为了追求好心情而全面压制褪黑素,否则你将无法入睡并保持睡眠。值得一提的是,褪黑素来源于……
Melatonin / Serotonin
褪黑激素(Melatonin)是由血清素(Serotonin)合成的。血清素是一种与幸福感密切相关的神经递质,前提是其处于适当的水平;但这种幸福感属于一种特定的类型,即与沉静、冷静以及感悟到当前环境下拥有充足资源相关的满足感。这种感觉通常源于享受一顿美餐、与朋友小聚、拥抱爱人,或是与志同道合的人进行深度交流。
血清素并不刺激行动,它倾向于诱导静止。这与神经调制剂多巴胺(Dopamine)截然不同。多巴胺是一种与奖励和愉悦感相关的神经调制剂,它能激发行动。实际上,多巴胺是肾上腺素(Epinephrine/Adrenaline)的前体,正是肾上腺素促使我们付诸行动。因此,你可以将光线视为一种极其强大的信号,它不仅调节睡眠与觉醒,还调节血清素和褪黑激素的水平。正如我之前提到的,深夜的光线会降低多巴胺水平,以至于可能引发学习、记忆和情绪方面的问题。这是在深夜避免强光照射的一个有力理由。
关于季节性节律,虽然它会产生多种影响,但人类并非纯粹的季节性繁殖动物。与许多动物不同,人类全年都可以生育。事实上,我身边有许多在 9 月份出生的孩子,这意味着他们是在 12 月受孕的。在北半球,12 月的白天往往更短,夜晚更长。由此可见,虽然人类在繁殖和生育力方面存在某些波动(这些波动在其他动物身上表现得更为强烈),但人类并不完全受季节性繁殖限制。季节性影响因人而异,有些人感受强烈,有些人则不明显。但我认为,每个人都应注意全年获取充足的阳光,并尽可能避免在夜间接触强光。
在本播客及之前的节目中,我多次提到了神经调制剂,例如血清素和多巴胺。它们倾向于使特定的脑回路产生偏好,从而促使身体发生或不发生某些特定的生理反应。其中我反复提及的一种神经调制剂就是肾上腺素。
Epinephrine vs Adrenaline: Same? Different?
肾上腺素(Epinephrine/Adrenaline)是一种神经调节剂,它倾向于促使我们采取行动,产生运动的欲望。事实上,当它在大脑和身体中大量释放时,会导致我们所说的压力,或者产生压力感。
很多人问我肾上腺素(Epinephrine)和 Adrenaline 之间有什么区别。Adrenaline 是由位于肾脏正上方的肾上腺分泌的;而 Epinephrine 是完全相同的分子,只不过它是在大脑内部释放的。因此,人们往往交替使用这两个术语。从词源上看,“epi”意为“在……之上”或“靠近”,而“neph”或“ph”在生物学术语中代表肾脏(如肾单位 nephron)。因此,Epinephrine 的字面意思实际上就是“在肾脏附近”。虽然这个词最初被用来描述 Adrenaline,但两者基本上是同一种物质,它们都会激发焦躁感和运动的冲动。
这便引出了运动的话题。我收到了许多关于运动的问题,例如哪种运动形式最有利于睡眠,以及应该在什么时候运动等等。虽然这方面存在很大的个体差异,但我可以根据科学文献来探讨相关的研究结论。
Exercise & Your Sleep
关于运动与睡眠的关系,我们主要可以讨论两种基本的运动形式:心血管运动(Cardiovascular exercise)和抗阻运动(Resistance exercise)。心血管运动是指持续重复某一动作,如跑步、骑行、划船等,这通常属于有氧运动(Aerobic exercise)。而抗阻运动则是移动或举起逐渐增加的重量,这种强度的动作通常无法持续进行 30 分钟,属于无氧运动(Anaerobic exercise)。
在科学研究中,大多数关于运动的实验都集中在有氧运动上,因为这是大鼠和小鼠最容易进行的活动。发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究甚至发现,在野外放置一个跑轮,野外的小鼠也会主动跑上去。研究表明,它们之所以痴迷于此,是因为喜欢栅条在眼前掠过的视觉图像。相比之下,在实验室环境下让小鼠进行负重训练则非常困难,因此关于负重运动的研究大多是在人类身上进行的。
关于运动的最佳时机,虽然有观点认为早上适合有氧运动,下午适合力量训练,但实际情况存在巨大的个体差异。不过,运动科学和昼夜节律文献指出了三个与体温相关的窗口期,在这些时间段内,运动表现可以得到优化,且受伤风险较低:
- 醒后 30 分钟:这可能与醒来时皮质醇(Cortisol)的分泌峰值有关。
- 醒后 3 小时:这通常对应于醒后体温开始上升的阶段。
- 醒后 11 小时:这是体温达到峰值的时刻。
对于大多数日程繁忙的人来说,在有空时进行训练是更有利的。但如果你能控制自己的日程,上述三个窗口期(醒后 30 分钟、3 小时或 11 小时)是优化表现和减少伤害的理想选择。
值得注意的是,清晨锻炼会涉及“非光照相位移动”(Non-photo phase shifts)。昼夜节律回路具有可塑性,如果你连续三四天在特定时间锻炼,身体会产生一种预期回路,使你在之后几天的同一时间自然唤醒。这是一种强大的工具,但仍需配合光照,因为光照和运动的结合会向大脑和身体发出更强烈的觉醒信号。
在运动强度方面,傍晚进行剧烈运动往往会干扰睡眠,而低强度运动则不会。此外,运动强度与睡眠需求之间存在有趣的逻辑:如果你睡眠时长正常,却感觉身体没有得到充分恢复,这很可能是因为过去两三天的运动强度(Intensity)过高;而如果你无论睡多久都感到困倦,则可能是训练总量(Volume)过大。
这些关于人体参数的评估参考了《国际时间生物学杂志》(International Journal of Chronobiology)和《生物节律杂志》(Journal of Biological Rhythms)等同行评审期刊。这些研究主要针对人类样本,且来自公认的学术团队,具有较高的参考价值。
Neuroplasticity & Food/Chemicals/NSDR
神经塑性是生物体对经验产生的一种反应。针对“觉醒、睡眠时间等深层生物机制是否受神经塑性调节”这一问题,答案是肯定的。这种塑性既包括短期改变,也涉及长期变化。
这里有一个非常恰当的类比:如果你遵循非常严格的进食时间表,例如每天在上午 8:00、中午和晚上 7:00 准时进食,只需坚持几天,你的身体就会开始预判这些进食时间。届时,无论你身处何地,无论生活中正在发生什么,在进食前约 5 到 10 分钟,你都会开始感到饥饿,甚至会感到些许焦虑。这是身体在促使你进行“觅食”的一种方式。
这种现象源于从身体外周发出的肽类信号,例如下丘脑分泌素/食欲肽(hypocretin/orexin)。这些信号会告知下丘脑和脑干,使你变得活跃、警觉并产生饥饿感以寻找食物。这最初是一种化学性质的预判回路,但随着时间的推移,控制下丘脑分泌素/食欲肽的神经元和神经回路会与涉及进食、甚至嗅觉和味觉的神经回路相调谐,从而创造出一种契合你个人生活节奏的独特进食回路。
同样的逻辑也适用于觉醒、锻炼以及其他日常计划(包括超昼夜节律安排)。如果你每天早起并接受阳光照射,或者选择在固定的上午或下午时间锻炼,很快你的身体就会开始预判这些行为。它会提前分泌激素和其他信号,为接下来的觉醒或睡眠活动做好准备。因此,一旦你形成了一种模式或节奏,即使时间并不精确到每一分钟,这些回路中的神经塑性也会发挥作用,让你更容易在特定时间早起或进行体育锻炼。这就是神经塑性的美妙之处。
许多人会问:“我该如何增加神经塑性?”这主要可以通过两种形式来实现:一种是在睡眠中利用神经塑性,以提高对前一天所学内容的学习速率和理解深度;另一种则是通过非睡眠深度休息(NSDR)。NSDR 可以在清醒状态下进行,同样能有效提升学习速率和记忆留存度。
这些方案均基于高质量的同行评审研究。首先,关于“睡眠中的学习”,相关研究曾发表在《科学》(Science)杂志上,麦特·沃克(Matt Walker)在其著作《我们为什么要睡觉》(Why We Sleep)中也详细讨论过。这些实验通常是这样设计的:受试者被带到实验室进行空间记忆任务。屏幕上的不同位置会随机出现各种物体,比如斗牛犬的脸、猫、苹果或一支笔。虽然这听起来很简单,但随着物体数量的增加和位置的频繁变动,一天后要准确记住某个物体是否出现过、以及它是在原位还是新位置,实际上是非常困难的。
Using Sound & Smell To Learn Faster
在一项研究中,受试者在学习过程中会处于特定的实验条件:房间内要么释放一种特定的气味,要么播放一种特定的音调。随后,在受试者接下来的连续几个晚上的睡眠过程中,研究人员会在其睡眠时播放与之相同的音调或释放相同的气味。
这项研究涵盖了不同的睡眠阶段,包括非快速眼动睡眠(non-REM sleep)和快速眼动睡眠(REM sleep)。为了确保实验结果并非由某种间接影响或调节效应引起,研究人员设置了严谨的对照组。例如,如果受试者在学习时接触的是气味而非音调,研究人员会测试在睡眠时播放音调的效果,以排除干扰因素。
研究结果表明,如果在受试者睡眠时提供与学习时相同的刺激物(无论是气味还是音调),其学习效率和信息留存率都会显著提高。这一发现非常引人注目,这意味着你可以通过特定的信号引导潜意识和睡眠中的大脑,从而更好、更快地学习特定内容。
在实际操作层面,你可以尝试应用这一原理。只要所使用的气味或音调是安全的,且不会将你惊醒,这种方法就具有可行性。例如,你可以在学习时开启节拍器或播放特定的背景音乐,然后在睡觉时以极微弱的音量播放相同的内容。
目前,已有多个研究小组正在尝试利用触觉刺激来实现这一目标,例如在学习期间让手腕产生轻微振动,并在睡眠期间重复同样的振动。研究似乎表明,感官模式本身(无论是嗅觉、听觉还是触觉刺激)并不重要,关键在于刺激的一致性。这些发现有力地证明了睡眠是清醒状态的延伸。虽然这一观点由来已久,但此类研究以一种非常有意义且具可操作性的方式,将清醒与睡眠这两个状态紧密联系在了一起。
既然提到了睡眠,我们也应当讨论一下梦境,因为关于梦境的含义存在着大量的疑问。
Dream Meaning & Remembering
坦白说,很多时候我甚至也不清楚自己的梦境意味着什么。我偶尔会在醒来时记得梦的内容。如果你想更好地记住梦境,或者你是一个很难回忆起梦的人,你可以通过设置闹钟,让自己在 90 分钟睡眠周期的中间醒来。在接近清晨的时候,这些周期几乎完全被快速眼动睡眠(REM sleep)所占据。请记住,在入睡初期的 REM 睡眠较少,而越接近清晨,REM 睡眠的时间就越长。
然而,由于充足的睡眠对健康至关重要,你应该尽可能保证充足的睡眠,因此我不确定你是否真的想刻意叫醒自己。有些人发现,在清晨醒来后的第一件事就是立即写下自己的想法,这能让他们在之后自发地想起所做的梦。关于这一点,已经有一些相关的文献研究。
关于梦的意义,目前在学术界仍存在一些争议。有些人坚信梦具有深刻的含义,而另一些人则认为梦可能仅仅是清醒状态下活跃神经元的自发放电,并不具备任何实际意义。
有可靠的数据表明,当你学习新的空间环境时,大脑中会“重放”这些环境的信息。大脑中存在所谓的“位置细胞”(place cells),它们只有在你进入特定环境时才会放电。研究发现,在睡眠中,这些细胞会以一种与你学习该空间任务时几乎完全一致的方式重新激活并进行重放。
梦境是非常迷人的,在做梦期间,我们的身体是处于瘫痪状态的,这引出了另一个关于睡眠瘫痪(sleep paralysis)的问题。事实上,我们在睡眠的大部分时间里都处于瘫痪状态,即所谓的“肌张力缺失”(atonia)。
Waking Up Paralyzed
为了防止我们在梦境中做出肢体动作,身体在睡眠时会处于瘫痪状态。然而,有些人在醒来后,这种瘫痪状态仍会持续。我个人也曾经历过几次,虽然频率不高,但那种体验确实非常恐怖。从个人经验来看,当你处于完全清醒的状态却发现自己根本无法移动身体时,那种恐惧感是极其强烈的。
这种现象本质上是“肌张力缺失”(atonia)侵入到了清醒状态中,意味着你虽然醒了,却无法动弹。有几种因素会增加这种现象发生的概率,其中之一便是摄入大麻(THC)。研究表明,大麻吸食者报告在从睡眠过渡到清醒的过程中,出现这种瘫痪状态的频率更高。
尽管或许有人能够学会适应并习惯这种状态,但对我而言,在习惯了能够自由活动四肢的情况下突然失去对身体的控制,确实是一件非常令人心惊胆战的事情。
接下来,我们来讨论一些关于神经塑性的其他问题。
Nap/Focus Ratios For Accelerated Learning
你所增强的神经塑性并非通过在睡眠中聆听音调或嗅闻气味来实现的,而是通过“非睡眠深度休息”(Non-Sleep Deep Rest,简称 NSDR)所能触及的神经塑性。NSDR 以及 20 分钟的短午睡——由于除非极度缺乏睡眠,否则人们在短午睡中很少进入深度睡眠状态,因此短午睡与 NSDR 非常接近——已被证明在进行约 20 分钟的练习时,能够提高与大约 90 分钟学习时长相匹配的学习速率。
这里涉及我之前提到的 90 分钟“超日节律”(ultradian cycles)。我们通常在 90 分钟的周期内表现出极佳的学习效果:在周期初期转入某种专注模式,起初很难集中注意力,随后进入深度专注,此时的学习过程往往伴随着一种焦躁感和压力感;而到了 90 分钟周期结束时,维持专注并吸收更多信息就会变得非常困难。
去年发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上的一项优秀研究显示,在学习完最后一段话或一段音乐后的几分钟内,立即(或接近立即)进行 20 分钟的午睡或类似 NSDR 的轻度睡眠,能够显著加速学习进程。在这种状态下,你关闭了对“时长、路径和结果”(duration, path, and outcome)的分析。研究表明,这种方法能显著提升学习的信息量以及对这些信息的留存率。
这是一个令人兴奋的发现,因为它提供了一种无需成本、无需药物的加速学习方式,你不需要获得更多的夜间睡眠,而只需简单地引入这 20 分钟的休息。我建议想要尝试的人考虑“每 90 分钟超日学习周期配合 20 分钟休息”的比例。通过这种方式,你整合了多项有神经科学支撑的工具:利用 90 分钟周期进行专注学习(无论是运动技能、认知内容还是音乐等),然后转入 20 分钟的 NSDR 方案。
关于具体的资源,在之前的节目中,我们提供了多种 Yoga Nidra(睡眠瑜伽)、NSDR 方案,以及由我斯坦福大学精神病学系的同事 David Spiegel 教授提供的具有临床支持的催眠方案。这些资源都是免费的。此外,市面上还有许多其他的催眠脚本,例如 Michael Sealey 的作品,你可以在 YouTube 上轻松找到。需要强调的是,这些是临床催眠脚本,而非舞台表演类的催眠;它们的目的不是让你去做某些动作,而是旨在帮助重塑你的大脑回路。催眠之所以能发挥作用,是因为它与睡眠有着密切联系,它通过将通常相互分离的两个要素结合在一起,从而触发神经塑性。
Hypnotizing Yourself
在学习与神经可塑性的过程中,通常涉及两个截然不同的阶段:一是警觉、专注且清醒的状态,这是激活学习触发机制的阶段;二是深度休息阶段,这是神经元和突触进行实际重新配置的时刻。催眠的独特之处在于,它将“专注”与“深度休息”这两个要素整合到了同一个时间维度中,这使其成为一种非常特殊的状态。
因此,催眠在某种程度上最大化了学习的效能,并将非睡眠深度休息(NSDR)的特性与之结合。当然,这通常需要临床受训催眠师的专业指导或特定脚本的引导。在催眠状态下,获取详尽的知识信息往往比较困难,它的作用更多体现在“状态”的转变上——例如从恐惧状态转入冷静状态,从吸烟成瘾转为戒烟,或是释放与创伤相关的焦虑,而非在催眠中学习具体的事实性信息。
简而言之,催眠似乎更侧重于调节支撑这些生理和心理状态的底层神经回路,而非处理特定的信息。虽然目前我尚未了解有任何特定的催眠协议可以显著提高对具体信息的保留和学习能力,但如果未来出现此类方案,我也不会感到意外。
这便引出了关于学习与可塑性的下一个话题:促智药(Nootropics),即所谓的“聪明药”。
Smart Drugs
關於促智藥(Nootropics)的話題非常宏大,這聲嘆息代表了我對如何以足夠深入且周全的方式探討這一領域的擔憂。首先,「促智藥」通常被理解為「聰明藥」,但我並不喜歡這個稱呼。讓我們退一步,以體育鍛煉為例。如果你說「我想變得身體更健康」,這具體意味著什麼?我會要求更明確的目標:你是想變得更強壯嗎?如果是,那你可能需要進行漸進式的負重訓練。你是想要更好的耐力嗎?獲取耐力的訓練方案則完全不同。還是你想要靈活性、爆發力或柔韌性?我們所謂的「體能」涵蓋了極其廣泛的範疇。
如果我們談論的是「情緒健康」,情況也是如此。這可能涉及感受共情的能力,但也包括從共情中抽離的能力,因為你不想時刻被他人的情緒所束縛,那同樣是不健康的。你會思考如何獲取更廣泛的情緒區間。對於某些人來說,他們在悲傷維度上的感受力非常廣闊,但在快樂維度上卻相對有限;而對於處於躁狂狀態的人來說,他們能輕易獲得快樂的情緒,卻無法觸及悲傷。
我之所以用這些類比,是因為當我們談論認知能力時,必須追問:這指的是創造力,還是記憶力?我們傾向於將智力與記憶力掛鉤,這或許可以追溯到拼字比賽之類的活動——即保留大量信息並將其復述出來的能力。這種能力在某些領域確實能讓你走得很遠,但它本身並不等同於創造性思維。當然,記憶是創造性思維的必要條件,你需要一個知識庫作為原材料來激發創意。你不能僅僅依賴 Google 搜索一切,儘管某些教育者是這麼主張的,但你確實需要一個數據庫。因此,記憶是必要的,但對於創造力而言並不充分。一個有創造力的人可能在某些方面記憶力較差,但絕非對所有事物都健忘;他們不能患有順行性遺忘(Anterograde amnesia)或逆行性遺忘(Retrograde amnesia),否則就會像傳說中的金魚一樣,每繞魚缸一圈就忘記自己身處何處(順便提一下,我不確定是否有人真的做過這個實驗,所以這並非對金魚的不敬)。
除了創造力和記憶力,認知能力還包括任務切換(Task switching)的能力,以及策略制定與執行的能力。因此,我對「促智藥」或「聰明藥」這一概念的質疑在於,它並未具體說明你試圖啟動哪種認知算法。我們需要更精確的定義。
話雖如此,學習的過程中確實存在一些非常具體的要素。例如,專注力——即屏蔽周圍環境以及大腦內部干擾的能力。你需要專注於當下的任務,這會觸發神經調節物質乙醯膽鹼(Acetylcholine)的釋放,進而標記特定的突觸(Synapses),這些突觸隨後會在睡眠中發生重構。必須明確的是,沒有任何促智藥可以繞過對睡眠和深度休息的需求。
我夢想著有朝一日,人們能夠獲得安全可靠的化合物,幫助他們更好地學習、獲取信息、集中注意力,同時也能改善睡眠,從而激活學習後的塑性變化。但目前,大多數促智藥傾向於將多種成分捆綁在一起。其中大多數包含某種形式的興奮劑,如咖啡因。興奮劑在一定程度上可以提高專注力,但如果你的警覺性太低,你無法專注;而如果警覺性過高,則會出現「斷崖效應」,導致注意力渙散。因此,你不能單靠攝入更多興奮劑來獲得更高的專注力。
大多數促智藥還包含旨在增加乙醯膽鹼的成分,例如 Alpha GPC 等。確實有證據表明它們可以提高乙醯膽鹼水平。我建議參考 examine.com 這個網站,它可以免費評估任何補充劑或化合物對人類和動物的安全性及效果,並提供相關研究鏈接。
在認知過程中,我們需要警覺性成分(通常來自腎上腺素,如咖啡因刺激)和專注成分(如膽鹼供體或 Alpha GPC)。此外,你還需要一個「關閉開關」。因為任何強烈刺激警覺性的物質都會帶來隨後的「崩潰」(Crash)。這種崩潰並非學習所需的深度、恢復性睡眠,而是一種「失衡」的睡眠——雖然看似睡得很沉,但缺乏睡眠紡錘波(Sleep spindles)等關鍵生理特徵,而這些特徵對於學習過程和突觸重構至關重要。
目前,我對促智藥的立場是:在確保安全的前提下,或許可以偶爾使用,但我並不推薦。總體而言,它們往往採取一種「散彈槍式」的方法(Shotgun approach),從長遠來看,這對學習和記憶未必有益。
很多人詢問莫達非尼(Modafinil)或阿莫達非尼(Armodafinil),這些藥物最初是為治療嗜睡症設計的,這說明它們本質上是興奮劑。雖然有證據顯示它們能改善學習和記憶,但莫達非尼非常昂貴(阿莫達非尼最近推出了較便宜的仿製藥)。這些物質中的大多數在結構上與苯丙胺(Amphetamine)相似,具有成癮潛力或習慣成癮性。更重要的是,其中許多藥物還可能通過干擾胰島素受體等產生代謝影響。因此,必須持極其謹慎的態度。
當然,也有一些較溫和的促智成分,如我提到的 Alpha GPC。有些人喜歡銀杏(Gingko),但銀杏會讓我劇烈頭痛,所以我不服用。個體差異確實很大。在之前的節目中,我提到過蘇糖酸鎂(Magnesium Threonate)。如果你在探索補充劑,蘇糖酸鎂在各類鎂元素中生物利用度較高,且對睡眠有益。但我曾向一位好友推薦過它,即使是很小的劑量,也會導致他的胃部不適。
Magnesium: Yay, Nay, or Meh?
关于补充镁剂的效果,个体之间存在显著的差异。例如,有人在服用后会出现胃部痉挛和身体不适,而在停止服用后,这些症状便会消失,身体状态随之好转。然而,也有许多人服用苏氨酸镁(Magnesium Threonate)后感觉效果极佳。
针对“服用镁剂是否需要随餐或在睡前服用”的问题,如果你选择通过这种方式助眠,建议在睡前 30 到 60 分钟服用,因为它的设计初衷就是为了诱导睡意。目前我并不了解它有必须随餐服用的限制,但需要强调的是,所有此类补充剂的使用都应咨询医生的意见,并由你的医疗保健专业人员进行管理。这些并非严格的医疗建议,因此请务必自行深入了解。
尽管存在个体耐受性的问题——少数人可能无法耐受,必须通过尝试才能确定——但我向大多数人推荐苏氨酸镁后,他们都从中获得了巨大的益处。此外,还有许多关于旨在通过进入深度睡眠来促进神经可塑性的其他补充剂的问题。我现在正从神经可塑性的讨论过渡到这些能够调节睡眠的化合物,其中之一便是我在上一期播客结尾提到并引起广泛关注的芹菜素(Apigenin)。
How Apigenin Works
芹菜素(Apigenin)的作用机制主要是通过增加与 GABA 代谢相关的某些酶来实现的。GABA 是一种抑制性神经递质,当我们饮用含有酒精的饮料后,体内的 GABA 水平也会升高,从而起到关闭前脑活动的作用。
从来源上看,芹菜素是洋甘菊(学名:Matricaria chamomilla)的衍生物。此外,西番莲(Passion flower)等相关物质也能通过影响 GABA 系统来增加其含量。许多旨在促进睡眠和产生困意的补充剂中都含有芹菜素和西番莲,其原理推测都是通过增强 GABA 的作用。
从神经元膜生物物理学的角度来看,当神经元处于高度活跃状态时,是因为钠离子(盐分)涌入细胞,导致细胞产生电信号。而当带负电荷的氯离子(Chloride)进入细胞时,神经元的活性就会降低。由于氯离子带有负电荷,它会使细胞内部的电位降低,从而使神经元发生“超极化”(Hyperpolarizes)。芹菜素和西番莲正是通过增加这些氯离子通道的活性以及增强 GABA 的传递来发挥作用的。这种抑制性神经递质的增加有助于平息我们的思维,特别是关闭大脑对“持续时间、路径和结果”(Duration, Path, and Outcome)的逻辑分析。
如果你打算尝试这些补充剂,建议你至少要了解它们的工作原理。你可以参考 Examine.com 等网站的信息,并咨询医生的建议。此外,关于通过血清素(Serotonin)来入睡和维持睡眠的原理,其背后的逻辑也与此类似。
Serotonin: Slippery Slope
虽然像藜豆(Macuna Purina)或左旋多巴(L-DOPA)这类物质可以用来增加多巴胺,但有时理论上可行的方法在现实世界中并不一定奏效。我个人曾尝试服用 L-色氨酸(L-tryptophan,血清素的前体)或 5-羟色氨酸(5-HTP)。5-HTP 的设计初衷是增加血清素,从生化角度来看,它距离转化为真正的血清素仅一步之遥。
坦白说,我通过色氨酸或 5-HTP 增加血清素后的睡眠体验非常糟糕。虽然我当时几乎能立即入睡,这听起来似乎很好,但 90 分钟后我就醒了,并且在此后的近 48 小时内都几乎无法入睡。当然,这只是我的个人情况,我的系统对某些物质非常敏感,而对另一些则不然。有些人非常推崇这些补充剂,因此你必须保持审慎,并带着这种觉知去探索,意识到适合你的未必适合所有人,而适合大众的也未必适合你。
接下来,我将继续探讨温度在入睡、维持睡眠以及保持清醒中所扮演的角色。
The Frog Experiment
首先,我想分享一个笑话。我认为这个笑话精准地捕捉到了在进行任何自我实验时,必须理解的一些关键点。这个故事是由我的一位同事分享给我的,他现在是加州理工学院的一位教授,在此我就不具名了。
故事是这样的:有一位科学家在实验室里试图研究神经系统的工作原理。他从水箱里抓起一只青蛙放在桌子上,然后拍了拍手,青蛙随即跳了起来。
于是他思考了一会儿,再次抓起青蛙,从柜子里取出一点麻醉药物,局部注射到青蛙的一条后腿中。他把青蛙放回桌面并拍手,青蛙跳了,但跳得有点偏向一侧。接着,他再次抓起青蛙,在另一条后腿也注射了麻醉药。他再次拍手,青蛙虽然跳了,但跳得非常吃力,只是勉强向前挪动。最后,他抓起青蛙,将剩下的两条腿也注射了麻醉药。当他再次拍手时,青蛙纹丝不动。科学家惊呼:“我的天哪!原来青蛙是用腿听声音的!”
随后,他发表了论文。这篇论文刊登在顶级期刊上,并配有新闻发布。这在当时引起了巨大轰动,他的事业也因此平步青云。
二十年后,一位非常聪明的研究生出现了。他提出质疑:“这仅仅展示了‘功能缺失’(loss of function),并不能真正证明‘功能获得’(gain of function)。让我们更深入地观察一下。”
于是,这位学生重复了第一个实验,结果完全一致。接着,他给这只四肢被麻醉的青蛙注射了一种药物,这种药物是麻醉剂的拮抗剂(antagonist),可以抵消麻醉效果。他把青蛙放下并拍手,青蛙跳了起来。学生感叹道:“天哪!这是真的。腿确实是用来听声音的。”
我讲这个故事,首先是想说明,这并不是为了讽刺科学研究不是一种好的实践,事实恰恰相反。我们需要进行“功能缺失”和“功能获得”实验。这个故事旨在展示相关性(correlation)与因果关系(causation)之间的复杂性。你必须进行各种对照实验,并真正弄清楚什么对你有效。
虽然科学可以提供在高度受控条件下的答案,但它不能、也永远无法涵盖某一特定化合物或某种做法在所有现实情况下的表现。这不仅仅是个体差异的问题,还涉及许多不同的因素。正如大家都知道光线可以激活并改变你的昼夜节律,但运动和食物同样可以做到。
最后我想补充重要的一点:在讲述这个笑话的过程中,没有任何青蛙受到伤害。
Temperature
温度与昼夜节律、清醒状态以及睡眠之间有着极其紧密的联系。首先,让我们审视一下人体体温在 24 小时周期内的变化规律。通常情况下,我们的体温在凌晨 4:00 左右处于最低点,从早上 6:00 到 8:00 开始逐渐攀升,并在下午 4:00 到 6:00 之间的某个时间点达到峰值。
虽然这种变化因人而异,但如果进行持续或定期的体温监测,通常都能观察到这一趋势。值得注意的是,即使在没有任何光照或进食暗示的情况下,体温依然会发生位移,呈现出高低交替的振荡或节律。因此,那种认为体温必须恒定在 98.6 华氏度才是“正确”体温的观念是不准确的,它从未真正成立过,因为体温的高低很大程度上取决于你测量的时间点。当然,体温确实存在一个正常范围。我们通常认为 100、101 或 103 华氏度属于令人担忧的发烧范畴,而体温过低同样值得警惕。
这种体温节律是内源性的(endogenous),即它存在于我们体内,无论环境如何都会呈周期性波动。而它之所以能锚定在上述模式中——即凌晨 4:00 最低,随后在白天持续升高直至下午 4:00 到 6:00 达到顶峰——是通过“夹带”(entrainment)或与外部线索匹配来实现的。这些外部线索几乎总是光照,但也包括运动。你可能亲身体会过这种体温节律,以及它如何迅速脱离同步或失去“夹带”状态。虽然我不建议你刻意去做实验,但你可能经历过类似的情况:当你醒来时,外面阳光明媚……
Morning Chills
Morning Chills
在日常生活中,你可能会遇到这样的情况:早晨起床后,或许是因为忙于处理邮件,或者是因为前一晚睡眠质量不佳,你选择一直待在室内。尽管你没有改变早餐习惯,也没有调整室温,但在上午 10 点或 11 点左右,你会突然感到一阵寒意。
这种现象的科学解释是,你各组织中受温度和昼夜节律支配的振荡器(即外周生物钟),开始与大脑中的中枢生物钟机制脱节。体温与昼夜长度(或更准确地说是白昼时间)的匹配至关重要。通常情况下,随着白昼变长,室外往往更热;白昼变短,室外则更冷。温度与昼夜长度在代谢、生物学以及大气环境上都是紧密关联的。
设定健康的昼夜节律最强大的作用之一,就是让你的体温进入一个规律的节奏。体温对代谢以及锻炼意愿有着深远影响。通常,当你体温上升最快(即体温曲线斜率最大)时,你参与体力或脑力活动的意愿最强。这就是为什么醒后 30 分钟、醒后 3 小时,以及醒后约 11 小时(体温达到峰值时)是三个关键的活动窗口。
温度与昼夜节律的联系比我们想象中更为紧密。光线进入眼睛,触发黑视蛋白细胞(melanopsin cells),进而激活视交叉上核(SCN)——即人体的中枢昼夜节律钟。中枢生物钟通过两种方式同步全身的细胞和组织:一是分泌肽类(一种在血液中流动并向细胞传递信号的小分子蛋白质);二是同步细胞所处的温度环境。因此,温度实际上是昼夜节律的执行因子(effector)。
通过运动、饮食,尤其是冷暴露(如冷水淋浴或冰浴),我们可以显著改变体温,从而移动昼夜节律的相位。冷暴露会引发反弹性的产热作用(thermogenesis)。如果你在晚上 8 点以后进行冷暴露,体温的反弹升高会让你觉得白昼延长了,因为身体感知到体温在原本该下降的时候反而上升,这会导致相位延迟(phase delay),使你倾向于更晚睡、更晚起。虽然冷暴露可能触发褪黑素释放帮助入睡,但从生物钟角度看,它推迟了你的时钟。
相反,如果在清晨进行冷暴露,体温的快速回升会产生相位提前(phase advance)的效果,使你第二天更容易早起。对于起床困难的人来说,早晨洗个冷水澡不仅能通过即时机制唤醒大脑,还能从长远上调整你的生物钟。
关于冷暴露,其目的不同,操作方法也截然不同。如果你是为了“压力接种”(stress inoculation),即提高对现实生活压力的耐受力,你应该在冷水中通过深呼吸、视觉化或主动放松来抑制战栗(shiver)反应,学会冷静应对自主神经系统的压力。
但如果你是为了减脂和促进代谢,操作则完全相反。一项发表在《自然》(Nature)杂志上的研究表明,冷诱导的物理战栗会触发肌肉释放一种名为琥珀酸(Succinate)的化学物质。琥珀酸进入血液后会激活棕色脂肪(Brown Fat)。棕色脂肪富含线粒体和肾上腺素能受体,主要分布在肩胛骨之间和颈部上方。它能通过产热作用燃烧白色脂肪。因此,若想增加代谢,你应该在冷暴露中尽情战栗,而不是通过意志力去克制它。
除了光线和温度,饮食也能移动昼夜节律。当你跨时区旅行时,迅速适应当地的进餐时间有助于快速调整生物钟。这部分是因为进食会诱发体温升高,部分是因为进食会引起下丘脑分泌素(hypocretin/orexin)的预期性分泌。
饮食中的营养成分也会偏向不同的神经调节物。酪氨酸(Tyrosine)是多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素的前体,富含酪氨酸的食物(如坚果、红肉)往往能促进警觉度。而色氨酸(Tryptophan)是血清素的前体,富含色氨酸的食物(如白肉、复合碳水化合物)则倾向于让人进入放松和睡眠状态。
此外,进食量同样关键。大量进食会导致血液流向胃部,使人产生困倦感。通常,处于空腹状态时肾上腺素水平较高,人更清醒;而饱食状态则与血清素相关,人更趋于平静和放松。因此,你可以根据需要调整饮食结构:白天保持低碳水饮食以维持警觉,晚间摄入适量碳水化合物(如米饭、面食或淀粉类蔬菜)以帮助进入深度睡眠。
总之,光线和温度是调节昼夜节律、睡眠和代谢的最核心杠杆,其中光线是主要触发信号,而温度是最终的执行因子。运动和饮食虽有辅助作用,但在睡眠与觉醒的管理中,光线与温度的地位无可替代。
Eating For Heating
进食行为对调节昼夜节律、清醒程度等方面具有强大的调节作用。这是因为每当我们进食时,无论摄入何种食物,都会产生“饮食诱导的产热作用”(eating induced thermogenesis)。这种代谢的增加本质上是体温的升高。
这种产热效应在富含氨基酸的食物(如肉类)中表现最为显著,但在其他类型的食物中也同样存在。与冷暴露或运动相比,进食引起的体温升高幅度较小,通常在0.25度、0.5度到1度之间,具体增幅取决于个人体质。此外,进食还会产生血糖效应,并受到个体健康状况的影响,例如是否患有1型或2型糖尿病、是否存在胰岛素抵抗等。年龄也是一个关键因素,食物对青少年的影响与成年人截然不同。例如,处于生长发育阶段的17岁青少年,其代谢速度极快,摄入的能量似乎能被迅速消耗并转化。
从食物成分来看,淀粉类碳水化合物、白肉(如火鸡)以及某些鱼类会增加体内的色氨酸(tryptophan)含量,进而提升血清素(serotonin)水平,使人进入更平静、甚至略显慵懒的状态。相比之下,肉类、坚果以及某些富含酪氨酸(tyrosine)的植物性食物则能增加多巴胺(dopamine)、去甲肾上腺素(norepinephrine)和肾上腺素(epinephrine)的水平,从而提高警觉性。
除了食物成分,摄入的容量(Volume)同样重要。肠胃中较少的食物量通常与清醒状态相关。而无论食物种类如何,大容量的摄入往往会通过迷走神经(vagus nerve)路径引发镇静反应。我们的肠道中分布着感觉纤维,它们负责将信号传递至位于颈静脉旁的一簇神经元,即结状神经节(nodose ganglia)。
Vagal Pathways For Gut-Brain Dialogue
在探讨肠脑对话的迷走神经路径时,结状神经节(Nodose Ganglion)扮演着至关重要的角色。“Nodose”一词意指“多结的”或“拥有许多突起”,它在形态上表现为神经元的块状集合,即神经节。信号从这里进入脑干,并进一步向前传导至大脑中参与产生各类神经调节剂的特定区域。
我们摄入的食物成分以及食物的体积都会同时向大脑发送信号,这两者并非孤立存在,而是共同发挥作用。此外,进食还会诱导产热作用(Eating induced thermogenesis)。结合此前关于体温对生物钟影响的讨论,进食时间会显著影响昼夜节律:如果你在一天中较早的时间进食,你的节律往往会向前平移,使你在第二天倾向于更早醒来;相反,如果你进食非常晚,即便之后能够顺利入睡,第二天也往往会倾向于晚起。
当然,实际的进食时间通常会受到家庭、配偶、社交活动或个人生活习惯等现实因素的制约。不同个体对进食计划的敏感度各异:有些人对特定的进食时间表有着近乎强迫症般的坚持,而另一些人则相对随意。例如,我通常直到中午左右才会进食,且对用餐过程并不刻意讲究,有时在烹饪过程中便已陆续摄入食材。在调节生物节律方面,我个人对待光照暴露计划的态度要比对待进食计划严谨得多。
Sex Differences
虽然在大多数情况下我们应尽量保持健康的饮食习惯(偶尔也包括牛角面包),但我曾多次被问及男性与女性在神经递质表型(neurotransmitter phenotypes)以及睡眠和体温节律方面是否存在差异。
关于所谓的“性别差异”(sex differences),我们可能会在未来专门花一个月的时间来讨论。这些差异与我们明确认知的生物学基础密切相关,例如 XX 或 XY 染色体(在某些情况下也包括 XYY 或双 X 染色体)。与社会性别(gender)不同,生物学性别和核型(karyotype)——即遗传组成——是清晰明确的。
尽管某些特征确实与特定性别相关联,但其中的机制非常复杂,且目前的研究深度尚显不足。事实上,大约在五年前,美国国家卫生研究院(NIH)发布了一项指令,要求所有研究必须将性别作为一种生物变量(sex as a biological variable)。这意味着在进行任何类型的研究时,都必须同时探索雌性和雄性小鼠,以及男性和女性受试者。在此之前,研究领域普遍存在仅使用雄性动物或男性受试者的偏差。
目前,大量涌现的数据正揭示出重要的性别差异。我认为这些发现将对医疗实践、药物反应以及对不同睡眠计划的响应等方面产生深远影响。其中最显著且显而易见的例子是,女性在怀孕期间会经历一系列广泛的内分泌和神经系统变化。我们未来肯定会专门安排一个月的时间来探讨怀孕、分娩和育儿。届时,我计划邀请斯坦福大学及其他机构的顶级专家,以便我们能更深入地探讨这些课题。我并不是在回避这些问题,而是希望将其推迟到能为您提供更详尽、更透彻答案的时候再进行讨论。
在本章节结束之际,我想邀请大家进行一次实验。我们已经讨论了许多影响睡眠和觉醒的变量,现在是时候将这些理论付诸实践了。
Self Experimentation
在延续播客主题的过程中,我们将继续深入探讨睡眠与清醒的科学,以及相关的优化工具。目前,有四个简单的参数是你完全可以控制的,你可以立即开始记录并观察这些因素对你的影响。这种记录并不要求你立即做出改变或对自己进行评判,仅仅是作为一种自我观察。
首先,建议记录你每天去户外接触阳光的时间,以及该时间点相对于你起床时间的间隔。例如,我会在日历上简单标注:起床时间记为“W 6:15”,接触阳光记为“SL”(Sunlight)。有时我起床后能立即出门,有时则稍晚,比如在 7:00 左右出去活动 10 到 15 分钟。
其次,记录你的用餐时间。你可以简单地在用餐时打个勾。每个人的饮食习惯不同,有人的进食时间非常固定,而有人的进食行为则可能零散地分布在深夜。
第三,记录你的锻炼时间。可以用“E”代表锻炼(Exercise),并注明是力量训练还是有氧运动。
最后,记录你的体温感受以及是否进行了“非睡眠深度休息”(NSDR)协议。如果你感到特别寒冷或燥热,尤其是半夜因为燥热而醒来时,请务必记下。同时,记录你进行 NSDR 的时间,这包括冥想、瑜伽睡眠(Yoga Nidra)或催眠。NSDR 的目的是有意识地训练你的神经系统,使其在清醒状态下能够从高度警觉转向平静。无论是在半夜醒来、下午感到疲劳,还是早晨起床后为了弥补前一晚的睡眠不足,NSDR 都能帮助你恢复表现力。
通过这种简单的记录方案(如 W 代表起床,SL 代表阳光,X 代表锻炼),你将开始发现一些有趣的模式。这种追踪并非为了让你对自己的行为产生神经质般的强迫感,而是为了揭示那些任何通用协议都无法提供的个体化规律。
当你将这些行为模式(起床、光照、饮食、锻炼)与你所学到的科学知识相结合时,就能发现问题的症结所在。例如,你可能会发现深夜进食会导致半夜体温升高并惊醒。或者你会发现冷水暴露在早晨效果很好,但在深夜则不然。以桑拿或热水澡为例,深夜进行这些活动会导致血管舒张(vasodilation),散发出大量热量,随后产生补偿性的体温下降,只要保持水分充足,这通常能显著提升睡眠质量。然而,如果我在清晨蒸桑拿且之后没有立即运动,体温的下降可能会干扰身体昼夜节律的设定。
我鼓励大家成为自己生理机能、大脑和身体的科学家。观察这些工具如何影响你的睡眠、注意力和清醒模式。请记住,这并不是要让你陷入极端僵化的日程表,而是要识别出对你影响最显著的变量,从而引导身体向理想的方向发展。
自我实验应当缓慢、谨慎地进行。为了准确识别出最有效的因素,建议一次只调整一两个变量,而不是同时改变十几个变量。
在接下来的内容中,我们将继续回答大家的疑问。在第四集中,我将深入探讨轮班工作、时差以及与年龄相关的睡眠、清醒和认知变化。这不仅涉及儿童和青少年的发育,也涉及 60 至 80 岁老年人在体温调节和睡眠方面的生物学转变。此外,关于轮班工作的讨论不仅适用于夜班从业者,也适用于那些因频繁使用电子设备而导致作息不再规律的现代人。我们将深入分析这些因素如何影响我们的睡眠警觉性和认知能力。
How to Defeat Jet Lag, Shift Work & Sleeplessness
How to Defeat Jet Lag, Shift Work & Sleeplessness
Introduction
欢迎来到 Huberman Lab 播客,在这里我们探讨科学以及适用于日常生活的科学工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院的神经生物学和眼科学教授。本播客与我在斯坦福大学的教学及研究职责相互独立,但它体现了我向公众免费提供科学信息及科学相关工具的愿望。
今天的节目主题是睡眠与清醒。我们将深入探讨时差(jet lag)、轮班工作,以及涉及婴儿、儿童和老年人的相关问题。我们将讨论基于科学的方案,即那些发表在卓越期刊上、经过高质量同行评审的论文所支持的特定工具。这些工具可以帮助你应对时差,抵消轮班工作的一些负面影响,并为新手父母、新生儿、青少年以及任何希望改善睡眠质量和提升清醒状态的人提供帮助。
如果你听过 Huberman Lab 播客的前三集,你会发现我们一直在探索清醒与困倦、如何入睡以及如何保持睡眠等主题,并讨论了光照、运动、温度等参数。如果你已经听过那些章节,那么今天的讨论将更容易理解;如果没有听过也不必担心,我会适时提供一些背景信息,确保内容的可理解性。不过,如果你有机会回听之前的剧集,我相信这会帮助你更好地消化这些信息。现在,让我们先退后一步,回顾一下我们讨论的核心内容。
The bedrock of sleep-rest cycles
我们正在探讨一种被称为“昼夜节律”(circadian rhythm)的内源性(endogenous)节奏,即存在于我们体内的节奏。昼夜节律是一个涵盖多种功能的24小时周期,其中最显著的表现就是我们在清醒与困倦感之间的交替。
为了探究这种内在节奏,历史上曾进行过一些实验:受试者会进入洞穴,在完全黑暗的环境中生活一段时间。虽然也有在持续光照环境下进行的实验,但由于人类可以闭上眼睛,因此在持续黑暗中进行的实验更容易揭示我们每个人所具备的内源性节奏。实验结果表明,我们都拥有一个大约为24小时的节律,尽管它并不精确地等于24小时。
具体而言,每隔约24小时,你的体温会经历一个从低到高再回落到低点的循环。这个重复过程需要24小时(正负误差在几小时内),而不是18小时或6小时。与此同时,你的困倦感和清醒感也与体温变化密切相关:当体温下降时,我们往往会感到困倦;而当体温上升时,我们则倾向于更加清醒或逐渐苏醒。
这是一个根植于我们DNA中的生物学事实。实际上,我们身体的每一个细胞中都含有确保其遵循这一约24小时节律的基因。在我们的上颚上方,存在着一个由神经元组成的“时钟”,被称为视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,简称SCN)。这个主钟产生24小时的节律,并与外部的明暗周期相“夹带”(entrained),即与之匹配。考虑到地球自转一周需要24小时,这种匹配并不令人意外。
我们的细胞、器官、清醒状态、体温,乃至代谢、免疫系统和情绪,都与外部的明暗周期紧密相连。在理想的生活状态下,如果我们早晨起床观察地平线上的阳光,傍晚再捕捉一些余晖,然后在夜间处于完全黑暗中,我们的生物钟将与外部环境的明暗周期近乎完美地匹配。然而,由于人造光的存在以及生活需求的压力,很少有人能做到这一点。因此,我们将讨论当我们的生活偏离这种节律时会发生什么。你可能立刻会想到,听说过有“夜猫子”的存在……
Night owls and morning larks
人类群体中存在着所谓的“早起鸟”(morning larks)和“夜猫子”。这背后涉及被称为“基因多态性”(genetic polymorphisms)的现象,这个术语通俗来说就是基因变异,它决定了有些人倾向于早起,而有些人则习惯熬夜,同时也解释了为什么青少年往往需要更长的睡眠时间。
无论我们如何定义这些差异,上述现象都是客观事实。然而,我们无法回避一个核心事实:人类本质上是一种昼行性物种(diurnal species)。从生物学角度来看,我们的细胞和身体回路在设计之初,就是为了在白天保持清醒,而在夜晚进入睡眠。
我之所以对此深信不疑,是因为大量研究已经证明,当我们过度偏离昼行性时间表而尝试转为夜行性模式时,虽然身体可以勉强维持,但严重的心理和生理健康问题便会接踵而至。在今天的讨论中,我不打算花太多篇幅去赘述时差或轮班工作带来的各种负面影响,也不想通过列举有关抑郁、健忘、痴呆以及所有因睡眠不足导致的严重后果等严谨数据来恐吓大家。相反,我希望将重点放在大家可以采取的行动上,并为大家提供实用的工具。
因此,让我们先来探讨一下所谓的“完美作息表”,然后再讨论有关时差的问题。
“The perfect schedule”
了解时差(jet lag)的本质,以及如何通过加快生物钟的调整来对抗它,不仅能帮助我们摆脱因工作或度假旅行带来的疲惫感,还能避免时差引起的一些严重负面影响。那么,从昼夜节律与“睡眠-觉醒”周期的角度来看,所谓的“完美的一天”究竟是怎样的?
基于我此前在播客和社交媒体上多次讨论的内容,其核心原则可以概括为:在每一个 24 小时的周期中,在你想要保持清醒和警觉的时段,应尽可能让眼睛接收更多的光线(理想情况下是自然阳光);而在你想要入睡或保持困倦的时段,则应尽可能减少进入眼睛的光线。
关于光照强度,有一个关键的界限:你绝不希望因光照过强而损伤眼睛。正如我多次强调的,眼睛实际上是中枢神经系统(即大脑)延伸到颅骨外的两个部分。作为大脑的组成部分,这些神经元在目前的技术水平下无法在人体内再生,因此保护它们至关重要。判断光线是否过强的标准很简单:如果直视某种光线让你感到疼痛,或者必须通过眨眼、闭眼才能忍受,那么这种光线就太亮了,可能会造成损伤。
如果你在清晨起床时天还没亮,但你希望保持清醒,此时开启人工光源是明智的选择。特别是头顶上方的灯光(overhead lights),它们能最有效地触发视网膜中的黑视蛋白细胞(melanopsin cells),进而激活你的昼夜节律生物钟。当太阳升起后,无论你身处何地,即便有云层遮挡,也请务必去户外接触阳光。除非你住在洞穴里,否则太阳每天都会升起。即使在阴天,光子能量依然存在;除非你身处像斯堪的纳维亚半岛深冬那样极度黑暗的环境,否则自然光始终是首选。
关于阳光与人工光,有一个此前未曾详述的细节:即使是透过云层的自然光,也含有极高的光子能量,即高勒克斯(Lux)值。一个可以参考的经验法则是,尝试去获取足够强度的光照暴露……
The 100K Lux per morning goal
我们的目标是在上午 9:00 之前(假设你在早晨 5:00 到 8:00 之间起床,最迟不超过 10:00)累积至少 100,000 勒克斯(lux)的光照量。需要特别强调的是,你并不需要、也不应该直视 100,000 或 200,000 勒克斯的高亮度光源,因为那会非常刺眼。
昼夜节律钟(circadian clock)的设定机制非常关键:它涉及眼中的特定神经元,这些神经元会将电信号传递到位于上颚上方的生物钟。这个系统是一个“累加系统”,它会缓慢地累积光子。举例来说,如果你起床后短暂地看一眼亮度约为 500 到 1,000 勒克斯的电脑或手机屏幕,虽然光能会转化为神经元的电能并传达给生物钟,但除非你盯着看 100 分钟以上(以达到 100,000 勒克斯的累积量),否则生物钟无法识别出“现在是早晨”的信号。
问题在于,如果你在早上 8:00 起床,在进入所谓的“昼夜节律死区”(circadian dead zone)之前,你很难通过人造光获得足够的光照。因此,在上午 9:00 或 10:00 之前,你必须通过眼睛摄取足够的光子。这必须通过眼睛完成,因为人体不存在眼外光感受机制(extra-ocular photoreception);这与皮肤合成维生素 D 无关,而是为了设定对身心健康至关重要的昼夜节律钟。
具体的做法是走到户外。如果你想更精确地量化光照,可以下载像 Light Meter 这样的免费应用程序。你会发现,即使是室内明亮的顶灯,其光强通常也只有 400 到 500 勒克斯,需要睁眼观察很长时间才能设定昼夜节律并告知大脑和身体现在是早晨。相比之下,即使是阴天,户外的光照强度也能达到 7,000 到 10,000 勒克斯,其蕴含的光子能量非常惊人。
如果你居住在冬季光照严重不足的地区(例如英格兰北部),可以退而求其次使用人造光源来达到每日 100,000 勒克斯的目标。虽然理论上可以全靠人造光,但阳光具有某些特殊品质,是更好的刺激源,而且它是免费的。市面上有些便携式光疗板(Light pad)虽然看起来很亮(例如 930 勒克斯),但户外阴天的光子能量仍是它的五倍。
许多人会在早晨喝咖啡或工作时,在工作台附近放置这类光疗板或自拍用的环形灯。虽然这些设备便于携带(在应对时差时很有用),但我必须再次强调:光照必须在进入中午的“昼夜节律死区”之前被眼睛捕获并完成累加。此外,根据科学文献的建议,在日落时分观察阳光也具有重要的生物学意义。
Keeping your biological clock set
这种机制的作用在于调低眼睛的敏感度,因为生理节律中存在一个非常棘手的特性:虽然我们在清晨需要大量的光子能量来激活身体系统、设定昼夜节律时钟,并为14至16小时后的良好睡眠做准备,但在晚上8点之后,仅需极少的光子能量就足以重置并改变我们的生物钟。
因此,在晚上10点或11点至凌晨4点之间,建议在保证安全的前提下,尽可能避免强光,甚至是并不太亮的光线。关于红光和防蓝光镜片等相关内容,我在之前的章节中已有详述,此处不再重复。但核心要点在于:如果你在下午接收了太阳光线,这会调低眼睛的敏感度,从而为你提供更多的“缓冲余地”。这意味着即便在深夜接触到屏幕光或顶灯,你的昼夜节律也不容易因此受到干扰。
Reset your cortisol
光照是一把双刃剑:你需要在清晨接触大量的光线,而在一天中的晚些时候避开强光。关于这一点,科罗拉多大学在《当代生物学》(Current Biology)杂志上发表了两项研究。你可以通过搜索“Current Biology, camping and reset circadian clocks”轻松找到这些文献。研究人员进行了一项有趣的实验,他们带研究生去露营,结果显示,仅需两天“日出而作、日落而息”且完全避开夜间人造光的生活,就能重置这些参与者的褪黑素和皮质醇节律。在此之前,这些人的生物钟已经严重偏离了自然节律。
除了光照,在相对固定的时间进行锻炼和进食等行为也可以强化或移动你的生物钟,但这并非本章的核心。一个完美的日程安排应当是:在整个上午累积接触至少 100,000 勒克斯(lux)的光照。这不需要一次性完成,而是整个上午的累积量。需要注意的是,如果光线强到让眼睛感到刺痛,那显然是过量了,应当避免。此外,如果你在上午 10 点或 11 点才起床,此时太阳已高悬头顶,这种光照对移动生物钟几乎没有帮助。
在傍晚接触自然光同样重要,因为它能降低视网膜的敏感度,为你提供一种“缓冲”。这样一来,即使你深夜偶尔看手机屏幕或在起夜时开了灯,由于此时视网膜敏感度较低,大约 1,000 到 1,500 勒克斯的光能就不至于轻易改变你的生物钟。
对于受时差困扰的人来说,利用光照、体温、运动和食物来移动生物钟的能力至关重要。但我必须强调,你并不一定要通过旅行才会产生“时差感”。许多人正处于一种慢性时差状态中,原因可能是深夜刷手机、每天起床时间不固定,或是运动规律极其混乱。
当然,个体差异是巨大的。有些人只需 4 小时睡眠就能保持良好的状态,或者跨时区旅行后毫无不适;有些人则拥有完美的血脂水平和体型,无论吃什么都能保持健康。这种差异源于遗传、年龄等多种因素。目前并没有一种简单的药丸能彻底消除时差,如果有,我一定会告诉你。
相比于只给你一份行动清单,我更希望你理解背后的生物学机制。当你理解了机制,你就掌握了控制自己神经系统这台“机器”的方法,从而在无法完全遵循理想建议时,拥有更强的灵活性。最后,关于时差和生物钟紊乱的危害,已有多项高质量的同行评审论文表明,长期的节律失调会缩短寿命,甚至导致早逝。
Jet Lag, death and lifespan
时差(Jet lag)的危害可能意味着寿命的缩短。虽然时差本身不一定会直接致死,但现实中确实存在许多因时差而丧命的案例。例如,许多游客在前往行车方向与母国相反的国家时,由于受时差困扰、精神恍惚,往往会误走到巴士前方导致意外。时差是一个非常严肃的问题。
我家里就有一个关于时差的真实故事。在我成长的过程中,一位家人因公前往海外,在服用了一种睡眠药物后(我稍后会专门讨论睡眠药物,这里先不点名),竟然出现了一整周的完全性失忆(total amnesia)。这种情况其实并不罕见。如果你曾经历过严重的昼夜节律紊乱并在中途入睡,那么当你醒来时——哪怕不是在中午——你可能完全不知道自己身在何处。这是因为大脑中的时间和空间感是紧密相连的,而人类的大脑并非为了在短时间内跨越四、五甚至六个时区而进化。
我们大脑中控制昼夜节律(circadian timing)的生物机制,最初的设计只能应对几个小时的偏移,而非六小时、九小时甚至十二小时的剧烈变动。因此,这种跨时区旅行会严重扰乱你的生理机能。我个人通常将这种干扰表现为情绪的剧烈波动。有一次我飞往阿布扎比去纽约大学阿布扎比分校演讲,那次旅行经历了12小时的时差偏移,情况变得一团糟。我甚至感到了眩晕,虽然没有产生幻觉,但整个人完全不在状态,情绪起伏不定,那种体验非常诡异。
即使你没有感受到明显的情绪波动或失忆,时差依然可能缩短你的寿命。
Going East versus West
这里有一个有趣的现象:在全球范围内向西旅行总是比向东旅行更容易。有趣的是,关于时差对长寿影响的研究表明,向东旅行对寿命的减损比向西旅行更为严重。当然,跨越 30 分钟或仅一两个时区的轻微调整,其对生物学和心理学的影响远小于 8 到 9 小时的剧烈时差波动。
为什么时差会影响长寿,甚至可能缩短寿命?这背后有一个相当简单的解释,涉及我们的自主神经系统。这套分布在脊髓、身体和大脑中的神经元负责调节我们的清醒与困倦状态。事实证明,人类(以及大多数物种)激发警觉并保持清醒的能力,要强于按需关闭神经系统并进入睡眠的能力。如果你必须强迫自己保持清醒,你可以通过努力熬到更晚;但想要提前入睡却要困难得多。
这就是为什么向东旅行具有一系列挑战性特征的原因。当你向东飞行时,你必须尝试提前入睡。例如,作为一名加州人,如果我去纽约,我必须提前三小时上床并提前三小时起床,这比从纽约回到加州后只需多熬几个小时要困难得多。这种现象可能源于进化的适应性:在需要突然集结、迁移、觅食或战斗的生存压力下,我们可以通过释放肾上腺素(adrenaline)和去甲肾上腺素(epinephrine)来强迫自己保持清醒。相比之下,主动放慢节奏并刻意入睡则要困难得多。这种自主神经系统的非对称性,最终体现为时差反应的非对称性。
如果你想深入了解相关研究,可以查阅 Davidson 及其同事于 2006 年发表在《当代生物学》(Current Biology)上的一篇论文。该研究探讨了频繁向东旅行、向西旅行以及不旅行对寿命及各种长寿生物标志物的影响。结论依然是:向东旅行更难,因为按需提前入睡更难。
许多人转而使用褪黑素来诱导困倦。然而,褪黑素本身是一种激素,有证据表明它可能对某些激素系统产生潜在的不利影响。具体而言,褪黑素会抑制涉及促黄体生成素(luteinizing hormone)的激素通路,进而影响男性的睾酮和女性的雌激素,还会影响一种被称为 kisspeptin 的重要肽类。
如果不是东西向飞行,而是南北向飞行,你不会经历时区切换,但仍会感到“旅行疲劳”(travel fatigue)。事实上,时差反应包含两个要素:旅行疲劳和时区时差。时区时差本质上是当地的阳光和黑暗环境无法与你的内源性节律(endogenous rhythm)相匹配。
人们对时差的耐受程度各不相同,但大多数人会随着年龄增长而感到时差反应加剧。这是因为在生命早期,儿童的褪黑素释放模式非常稳定且水平较高,这也是他们不进入青春期的原因之一。到了青春期,褪黑素释放变得具有周期性,即每 24 小时开启和关闭一次。随着年龄进一步增长,这种周期性会受到干扰,使我们对日程、进餐时间等微小变化变得更加敏感。
此外,衰老带来的某些影响可能并非直接源于年龄,而是与年龄相关的行为变化,例如运动减少或消化功能下降。保持规律运动的人可以利用运动方案来调整自己的昼夜节律钟。我有一位 80 多岁的朋友,每天早晨仍能坚持做 25 到 30 个俯卧撑,并进行大量的骑行运动。无论你是 30 岁还是 80 岁,规律的运动方案都能让你为了应对时差而更容易地调整昼夜节律。
The key to clock control
调节生物钟实际上就像拨动一个可以利用的旋钮,通过它你可以有效地移动你的节律。在深入探讨之前,我希望让改变内在节律的过程变得尽可能简单易行。
我认为,关于你的身体和大脑,最重要的一点就是了解你的“最低体温点”(Temperature Minimum)。大多数人了解自己的大致体重,有些人甚至知道自己的血压或身体质量指数(BMI),但每个人都应该了解自己的最低体温点。
测量最低体温点并不一定需要温度计,尽管你确实可以进行实测。最低体温点是指在每24小时的周期中,你体温最低的那一时刻。在没有温度计的情况下,你可以通过推算得出:它通常出现在你平均起床时间之前的90分钟到两小时。举例来说,如果你在不旅行时的典型起床时间是凌晨 5:30,那么你的最低体温点极有可能是在凌晨 3:30 或 4:00。
如果你想更精确地掌握,可以每隔几小时测量一次体温,持续24小时,从而找到这个最低点。你会发现,在经历最低体温点后,体温会开始回升,大约两小时后你便会醒来。随后,体温会在下午持续升高并达到峰值,期间可能会出现小幅的波动,接着在接近深夜时开始缓慢下降。
虽然桑拿、冷水浴、剧烈运动等因素会干扰体温模式,且进食也会产生导致体温微升的产热效应(Thermogenic effect),但体温的整体24小时周期始终遵循这一基本规律。正如乔·高桥(Joe Takahashi)等人的开创性研究所证明的,体温实际上是一个关键信号,位于口腔顶部上方的生物钟正是通过它来调节全身节律的。
Your Temperature Minimum
温度是人体昼夜节律的效应器(effector),它协同推动全身所有的细胞和组织处于同一个时间表。这一机制非常合理,因为人体包含各种功能迥异的细胞,例如胰腺细胞、脾脏细胞或神经元,它们的运作速率各不相同。而温度信号可以作为一种统一且一致的环境主题,让每种细胞都能据此解读并同步其活动。
虽然每个人的基础体温存在差异(有些人是98.6华氏度,有些人则偏低),但每个人都有体温的最高点和最低点。了解你的“体温最低点”(Temperature Minimum)至关重要,它是调整昼夜节律的绝对参考点,无论你是为了应对时差、轮班工作还是其他目的。
要确定你的体温最低点,可以取过去三到五天起床时间的平均值。例如,如果你有时早上7点醒,有时8点,有时凌晨3点,将这些时间相加并除以天数即可得到平均起床时间。如果你在凌晨3点醒来后又睡到上午10点,那么你的起床时间应计为上午10点。即便使用闹钟,起床时间仍以你实际起床的时刻为准。虽然闹钟有时被诟病,但在现实生活中,为了避免迟到和错过预约,使用闹钟是必要的。建议观察三到七天,以获得一个典型的平均起床时间。
一旦确定了体温最低点,你就可以利用光照来移动你的生物钟:
- 相位提前(Phase Advance):如果你在体温最低点之后的五小时内让眼睛接触强光,你的昼夜节律就会发生提前。这意味着在接下来的日子里,你会倾向于更早起床和更早入睡。
- 相位延迟(Phase Delay):相反,如果你在体温最低点之前的五小时内接触强光,你的生物钟就会向后推迟,导致你倾向于更晚起床和更晚入睡。
以我个人为例,我通常在早上6:00到7:00之间起床,这意味着我的体温最低点大约在凌晨4:30。如果我在凌晨4:35接触强光,就会发生相位提前,使我次日想更早入睡和起床。随着起床时间的改变,体温最低点也会随之移动(前提是起床时间的变动超过了30分钟到一个小时)。反之,如果我在凌晨4:30之前的四到六小时内接触强光,次日我就会想熬夜并推迟起床。
需要明确的是,体温最低点是一个时间参考点,而非单纯的温度读数。具体的体温数值(如98点几或96点几)对调整节律并没有直接帮助,你真正需要掌握的是体温达到最低值的具体时刻。
此外,了解白天的状态也很重要。在睡眠医学中,失眠的一个定义是白天感到过度嗜睡。这里需要区分“疲劳”(Fatigue)与“嗜睡”(Sleepiness):“疲劳”是指身体上的精疲力竭,而“嗜睡”则是指不自觉地睡着,比如在办公桌前或听课时睡着。除非是在体温达到峰值期间出现的约90分钟短暂波动,否则白天的嗜睡通常是睡眠不足或失眠的信号。因此,准确掌握你的体温最低点并据此调节光照,是改善睡眠质量和调整生物钟的核心。
Temperature and Exercise
除了利用光线,你还可以通过运动来调整你的生物钟。如果在体温最低点(Temperature Minimum)之后的四个小时内进行锻炼,可以让你在随后的夜晚更早醒来,从而实现生物钟的提前;而在体温最低点之前进行锻炼,则会推迟你的生物钟。
理解这一系统的逻辑至关重要:体温是核心的效应器(effector),而体温最低点反映了你最困倦的时刻,通常出现在自然醒来之前的那个时间点。随着体温随后开始上升,你可以根据旅行等需求来主动平移这一体温节律。
以从加利福尼亚前往欧洲为例,两地通常有 9 小时的时差。首先需要确定自己的体温最低点,假设我的体温最低点是在凌晨 4:30 或 5:00 左右。为了适应时差,我需要在出发前两三天就开始在凌晨 5:30 左右起床,并接受强光照射(由于此时太阳尚未升起,通常需要使用人造光源),同时配合锻炼,甚至如果习惯的话也可以在此时进食。
如果等到抵达欧洲后再去观察日出或日落,往往无法有效调整昼夜节律。这是因为在 9 小时的时差下,你看到阳光的时间点可能恰好处于“昼夜节律死区”(Circadian Dead Zone),即生物钟无法被平移的时间段;或者你看到的阳光正好落在体温最低点之前的 4 到 6 小时窗口内,这反而会向你期望的相反方向调整生物钟,使调整变得极其困难。
因此,应对时差的关键在于明确你是向东还是向西旅行,以及你是想提前还是推迟生物钟。请记住:在体温最低点之前的 4 到 6 小时内进行光照、运动或进食会推迟生物钟;而在体温最低点之后的 4 到 6 小时内进行这些活动(不一定三者并用,某种组合即可)则会提前生物钟。这是一种非常强大的机制,每天可以将生物钟移动 1 到 3 小时。这意味着你的体温最低点可以移动多达 3 小时。如果你在出发前按此方法准备,并在抵达后继续执行,甚至可以在 24 到 36 小时内完成整个时差的跨度调整。
需要强调的是,当你到达新目的地时,必须持续追踪家乡时间的体温最低点以及它在旅途中的移动情况。虽然现在的智能手机会自动更新时间,导致你无法像以前那样通过佩戴两块手表(一块家乡时间,一块当地时间)来直观对比,但只要你能留意家乡时间,就能轻松推进生物钟的平移。
这种调整并不需要精确到分钟。并不是说在体温最低点前一分钟看光就会推迟生物钟,而在后一分钟看光就会提前,它的运作机制并非如此绝对。但光线确实是调整生物钟的主要手段。此外,还需了解“昼夜节律死区”:从上午 9:30 或 10:00 左右开始,直到体温最低点前 6 小时,任何光照行为、进食等都不会改变你的生物钟。许多人由于不了解这一点,在抵达目的地后盲目接受阳光照射,结果反而让生物钟更加混乱或完全没有起到调整作用。最后,另一个高度推荐的策略是:务必按照当地的用餐时间表进食。
Eating
如果你有禁食的习惯,这完全没有问题。但当你进食时,务必遵循当地旨在维持清醒的日程安排。这意味着,如果你到达新地点时正值当地的早餐时间,而你因为没有食欲而无法忍受进食,这表明你肝脏中的生物钟(肝脏内存在着外周生物钟)尚未追赶上新的时区。在这种情况下,你可以选择强迫自己进食,也可以选择跳过那一餐。但你绝对不应该做的是继续维持家乡的进食时间表,例如在当地时间的半夜醒来进食。这样做会严重干扰生物钟的调整,因为包括肝脏在内的外周器官时钟会将信息反馈给大脑,导致大脑接收到极其矛盾的信号。
实际上,体温最低点(Temperature Minimum)才是你调整生物钟的核心锚点。我不确定为什么这些信息在科普领域尚未得到广泛普及。目前大众往往更关注服用褪黑素、使用双耳节拍(Binaural Beats)等方法,这些方式通常更为复杂,且在尝试调整生物钟时可能存在潜在的问题。
在深入探讨褪黑素之前,我想先转换一下话题。刚才我们讨论了向东旅行的情况,但尚未涉及向西旅行的情形。例如,当你从纽约飞往加利福尼亚,或者从欧洲飞往加利福尼亚时,所面临的挑战通常在于……
Go West
在向西跨越时区时,如何才能保持足够长时间的清醒以适应当地作息呢?正如前文所述,由于自主神经系统的布线具有不对称性,使得延迟睡眠(熬夜)比提前入睡要容易得多。
假设你从欧洲飞往加利福尼亚,在当地时间下午 4 点落地时,你可能会感到极度疲惫并渴望立刻入睡。此时,利用咖啡因、体育锻炼和阳光照射可以帮助你完成生物钟的转化。如果在你的体温峰值之后(例如晚上 6 点或 8 点左右)接触阳光,或者在没有阳光的情况下使用强人造光,将有助于延迟你的生物钟,从而让你能够保持更长时间的清醒。
在这种情况下,最糟糕的做法就是进行原本计划只持续 20 分钟或 1 小时的小睡。人们经常会因此陷入长达 4 小时的深度睡眠,或者在午夜醒来后便再也无法入睡。务必尽量避免这种行为。只要摄入量适中,咖啡或茶等兴奋剂可以有效帮助你跨越下午的疲劳障碍,使你的睡眠和饮食都能更快速地对齐当地的时间表。
此外,许多人询问过关于使用褪黑素来诱导睡意的问题。为了理解其作用,我们需要先探讨褪黑素的本质。
Pineal myths and realities
褪黑激素(Melatonin)是由松果体(pineal gland)分泌的一种重要激素。关于松果体,坊间流传着许多说法,有必要结合同行评审的科学文献进行深入探讨。
首先,关于松果体与致幻分子 DMT 的关系。松果体确实会产生 DMT,但其含量极其微小,根本不足以引起我们在睡眠或梦境中看到的幻觉,也不是通过其他途径摄入 DMT 时产生幻觉的来源。
其次,关于松果体钙化以及氟化物影响的传闻也缺乏科学依据。松果体位于大脑中靠近第四脑室的区域。随着年龄的增长,松果体周围的脑膜及其他组织可能会发生一些聚集并粘附在颅骨上,导致年轻的大脑与年老的大脑在影像上有所不同,但松果体本身并不会发生所谓的“钙化”。松果体在人的一生中都会持续分泌褪黑激素,不存在因钙化而失效的问题。
褪黑激素的主要功能是诱导睡意。此外,在发育阶段,它还负责调节与青春期启动相关的激素分泌。虽然褪黑激素不直接控制青春期,但它通过间接途径发挥作用:褪黑激素会抑制促性腺激素释放激素(GnRH)的分泌。GnRH 是由下丘脑释放的,它会刺激另一种激素——促黄体生成素(LH)的释放。在女性体内,LH 促使卵巢释放雌激素并参与生殖周期;在男性体内,它则刺激睾丸的塞托利氏细胞(Sertoli cells)产生睾酮。由于褪黑激素对 GnRH 具有抑制作用,它也会相应地抑制 LH 以及随后的睾酮和雌激素分泌。
大量数据表明,在季节性繁殖动物中,高水平的褪黑激素具有显著的生理影响。以西伯利亚仓鼠为例,在日照较长的季节,褪黑激素分泌受抑制,它们的睾丸发育健硕;而当进入日照变短、褪黑激素信号延长的冬季,它们的睾丸会萎缩到仅有米粒大小,使其失去生育能力。虽然人类在短日照下不会出现如此剧烈的器官萎缩,但褪黑激素信号对人类激素系统的影响是真实存在的。
这引出了补充褪黑激素的潜在风险。研究显示,市面上许多商业补充剂中的褪黑激素含量极不准确,实际浓度往往在标注值的 85% 到 400% 之间。这意味着使用者(包括儿童)经常在摄入“超生理剂量”的褪黑激素。从现有文献来看,这种高剂量摄入可能会对青春期的开启时间和进程产生显著影响。目前尚缺乏针对发育中儿童摄入此类高剂量补充剂的长期安全性研究。
褪黑激素常被用于在到达新地点后诱导睡意,但它只能帮助入睡,并不能帮助维持睡眠。虽然有人认为它是调整昼夜节律钟的最佳方式,但从生物学角度来看,通过行为干预(如控制光照、运动和温度)来调节节律具有更大的安全边际,且不会产生上述的内分泌副作用。
了解你的“体温最低点”(Temperature Minimum)是调整生物钟的关键。它是昼夜节律中的重要地标,通过在体温最低点前后的特定时间点利用光照、温度和运动,可以更安全、有效地实现生物钟的移相。例如,如果你想调整生物钟,可以尝试在特定时间洗热水澡等方式。
The Heat-Cold Paradox
洗热水澡后,身体实际上会产生降温效果;而洗冷水澡或进行冰浴(如果你有条件的话),则会引发身体的产热效应(thermogenic effect),导致体温升高。
正确做法:晚上洗热水澡,早上洗冷水澡。
如果你思考一下在一切稳定的居家状态下的自然节律,你会发现体温存在一个低点,即体温最低点(temperature minimum),以及一个峰值。通过理解在这一节律中的特定时间点进行冷热刺激的影响,你就能明白如何移动自己的体温节律。
举个例子,假设我在早上 6:00 起床,此时我知道自己的体温正在上升,因为已经过了体温最低点。如果我这时洗个热水澡,离开浴室后体温反而会下降,这与早晨体温自然上升的趋势相悖,因此我的生物钟很可能会发生相位推迟(phase delay),即延缓了体温的升高。相反,如果我洗冷水澡或进行冰浴,则会导致体温的反弹式升高,从而使我的生物钟相位提前(phase advance)。这样一来,下午的体温峰值会提前约一小时出现,当晚我也会想更早入睡。
你可以通过调整冷热刺激的时机、进食与否以及光照暴露(是否接触光源)来灵活调节这些参数。理解系统的核心机制能为你提供最大的灵活性。掌握机制的意义并不在于让你神经质地固守某种特定的方案,恰恰相反,它赋予了你不再盲从方案的权力。这能让你在调整身体节律时拥有极大的信心和灵活性;当节律紊乱时,你可以迅速将其拨回原位。
此外,一个常见的情况是短期旅行。如果你的行程在 48 小时或更短时间内,建议直接保持出发地的作息时间,无需调整。
Staying on track
维持原有的家乡作息规律(Home Schedule)虽然具有挑战性,甚至可能需要你根据家乡时间来跨时差安排会议,但如果你能设法做到这一点,这始终是应对短途跨时区旅行的最佳策略。即便你采取了所有正确的调节措施,你的生物钟在一天之内也不会移动超过几个小时。
以我为例,我曾有过一次前往瑞士巴塞尔(Basel)的 24 小时往返行程。我在那里进行了一场演讲后便立即返回,尽管有人认为这种做法很疯狂,但我确实成功避免了生物钟紊乱。虽然我感到了一些旅行疲劳——这种疲劳源于旅行体验本身、环境的新鲜感以及飞机上循环质量欠佳的空气(即便在口罩强制令实施之前也是如此)——但我的内部时钟并未偏移。如果你在目的地停留 48 小时,生物钟会开始产生轻微偏移;而一旦停留达到 72 小时,你就会开始面临真正的时差困扰。因此,考虑到往返的交通时间,如果行程在三天或三天以内,我建议尽可能保持家乡的作息。
由于你无法控制目的地的阳光,携带某种便携式强光设备就显得尤为重要。例如,我经常携带一个大约 8.5x11 英寸的导光板(这原本是一个绘图用的拷贝板),它能发出约 1000 勒克斯(lux)的光。你可以带着这类设备在酒店房间里使用,以便在你需要的时刻(即对应家乡时间的起床时间)通过光照唤醒自己。与此同时,使用眼罩(Eye covers)来遮挡光线也同样关键,这能确保你在非睡眠时段屏蔽掉不必要的光照干扰。
Nightshades
在旅行过程中,使用光照和黑暗调节设备(如眼罩或便携光源)在飞机和酒店中非常实用。通过这些设备,你可以随身携带并调控光暗环境,从而维持家乡的作息时间,确保在原本的起床时间获得充足的光照。
了解家乡的昼夜节律“死区”(circadian dead zone)是很有帮助的。对于大多数人来说,这个阶段通常在上午10点到下午3点左右,基本上对应体温的上升阶段。在这个时间段内,你可以随意在户外活动,无需佩戴太阳镜,也不必担心光照暴露会对生物钟产生显著影响。
然而,如果你处于体温最低点(temperature minimum)之前的4到6小时窗口期,情况则完全不同。如果你在新的目的地于这个窗口期接受大量光照,你的生物钟将会发生显著偏移。这会导致你回到家乡后经历极其痛苦的调整过程。
在我研究生快结束时,我曾去过澳大利亚。那是一个拥有迷人的人民和野生动物的非凡国家,我度过了一段美好的时光。但当我回来时,我经历了人生中第一次无法维持正常作息的情况。我全天只能以一小时为增量断断续续地睡觉,那简直是一场噩梦,我花了数周时间才恢复正常。
我最终重回正轨的方法是:在每24小时的同一时间进行规律运动;晚上将家里布置得像个“山洞”一样完全黑暗,甚至遮住窗户;然后在白天尽可能多地让眼睛接触强光,且不佩戴太阳镜。这些手段最终帮助我重新校准了生物钟。
Emergency resets
如果你的生物钟发生严重紊乱,想要将其修复可能需要耗费巨大的精力。医学界存在一种被称为“ICU 精神病”(ICU psychosis)的现象,即身处医院重症监护室(ICU)的患者有时会表现出丧失理智的状态。他们会变得精神错乱,并出现幻觉等症状。
研究表明,这种情况的根源在于昼夜节律的改变。我们之所以了解这一点,是因为 ICU 的环境特殊:患者持续暴露在强光和各种噪音中,且医护人员会频繁出入对其进行检查,这些因素彻底打乱了他们的生理节律。当这些患者离开医院,或者在某些实验中被安置在靠近窗户、能够接触到自然光的地方时,这种精神状态便会得到改善。
Psychosis by light
当光照环境得到纠正后,患者的精神病症状便会消失——前提是他们在入院前并未患有这些精神症状。由此可见,光照对人类心理和生理所能产生的影响是极其显著且剧烈的。
接下来,让我们讨论一种特殊形式的“时差”,它不需要乘坐飞机、火车或汽车,那就是轮班工作(Shift work)。轮班工作正变得日益普遍,甚至我们中的许多人在没有客观要求的情况下,也在自发地进行着轮班工作。我们在半夜处理事务,在各种反常的时间段盯着电脑屏幕工作。
Shift work
轮班工作(Shift work)
在当前的社会环境下,由于居家办公或学校课程安排的变动,许多人开始在白天睡觉,作息时间逐渐发生偏移。对于轮班工作者来说,有一个至关重要的准则:如果可能的话,请务必在至少 14 天内保持相同的作息时间,这包括周末在内。
这一准则同样适用于非轮班工作者,它提醒我们即便在周末也不应让作息过度偏离轨道。例如,在周日睡懒觉并不是一个好主意。对于轮班工作而言,最核心的要求就是保持作息的一致性。
美国国家精神卫生研究院(NIMH)计时生物学部门负责人、神经科学家萨默·哈塔尔(Samer Hattar)在与我的交流中特别强调了这一点。他指出,所谓的“轮转班”(swing shift)——即每四天就更换一次班次——对多项健康参数具有极大的破坏性。这种不稳定的作息会导致肾上腺分泌的皮质醇水平失控,引发一天中多个时段出现异常的皮质醇峰值,进而干扰学习能力,严重破坏多巴胺系统和整体的幸福感。这是一个非常严峻的问题。因此,如果你能与雇主协商,争取每次连续两周保持相同的班次,这将产生巨大的益处,并帮助抵消轮班工作带来的诸多负面影响。
当然,并非所有人都能拥有这种控制权。我们必须承认,轮班工作者是社会的基石——包括急救人员、消防员、警察、护理人员,以及飞行员、夜班护士、医院工作人员和环卫工人等。这些夜间岗位对社会的正常运转至关重要。
如果你从事的班次是从下午 4 点开始到凌晨 2 点结束,那么会涉及一些关键的操作问题。例如,在工作期间是否应该接触光线?这虽然取决于个人选择,但理想情况下,在你需要保持清醒的阶段(即下午 4 点到凌晨 2 点),应在安全的前提下尽可能多地接触光线。
将光线视为清醒的关联物,将黑暗视为睡眠的关联物,这意味着:在你想要保持清醒的时段,尽可能多地接受光照;而在你想要睡觉的时段,则要尽可能避光。如果你在凌晨 2 点下班,那时你应该开始避免强光照射。回家后,尽量不要看电视;如果必须通过看电视来入睡,那么此时调暗屏幕亮度并佩戴防蓝光眼镜是有帮助的。随后入睡,你可能会在中午或下午早些时候醒来。
关于防蓝光眼镜,我需要澄清一点:我并不反对使用防蓝光眼镜,我反对的是人们在需要保持清醒的时段佩戴它,或者错误地认为仅靠佩戴它就能阻止昼夜节律的偏移。光线的亮度(Brightness)才是决定性的因素,而不仅仅是蓝光。因此,在准备睡觉前,你可以选择佩戴防蓝光眼镜,或者直接调暗甚至关掉灯光。
假设你在凌晨 2 点下班回家,吃点东西后入睡,然后在中午或下午 1 点醒来。这时你应该立即接受光照吗?基于我之前的理论,你可能会认为此时处于“昼夜节律死区”(circadian dead zone)而无法通过光照调节。但事实并非如此,因为对于一个凌晨 2 点才入睡的人来说,你的内部生物钟已经发生了偏移。所谓的“昼夜节律死区”并不是一个固定的时钟时间,而是一个内部的生物学状态。要准确掌握这一点,你必须了解自己的“最低体温点”(temperature minimum)。
The Temperature-Light Rule
我们可以将体温与光照的关系简化为一个核心规则:如果你的体温正在下降,请避开光照;如果你的体温正在上升,请接受光照。这个逻辑非常简单:体温下降,避光;体温上升,采光。
以轮班工作者为例,一个从下午 4 点工作到凌晨 2 点的人,其体温节律与早上 5、6 点起床、晚上 11 点入睡的人截然不同。尽管两者都拥有大约 24 小时的昼夜节律(Circadian Cycle),但前者的节律并未与日出日落对齐,而后者则与自然光照周期保持一致。因此,了解自己的内部体温节律至关重要。
这并不意味着你需要时刻拿着体温计测量体温,尽管如果现有的可穿戴设备能提供昼夜体温监测功能将会非常有益。目前人们习惯于记录步数,但我认为开发一种能测量体温并告知用户“体温最低点”(尤其是在旅行或作息变动时)的手环是极具价值的。虽然我并未参与此类设备的研发,但这确实是一个技术上的呼吁——这种信息的获取在技术上非常容易实现。实际上,你甚至不需要精确的体温读数,只需要知道体温的高峰和低谷点即可。
假设你是一名完全处于夜行性状态的轮班工作者,你的作息是颠倒的,而你希望维持这种夜间工作的状态,那么明确这些体温节点对调整你的光照摄入将起到决定性作用。
Up all night: watch the sunrise?
熬夜工作或从事夜班(例如从晚上 8 点工作到次日日出)对家庭和各类社交生活来说都是巨大的挑战。对于这类人群,存在一个值得探讨的问题:他们是否应该观看日出,又是否应该观看日落?
如果一个人在傍晚醒来,准备开始夜间工作,那么日落时的光线实际上扮演了其生物学意义上的“晨光”。当他们在傍晚醒来时,如果能让眼睛接触到阳光,或者来自电子设备、公寓及家中顶灯的强光,这往往能起到提神醒脑的作用。虽然这听起来可能有些反直觉,但逻辑很明确:在傍晚时分,当太阳落下而夜班人员正要开始一天的工作时,观看落日能帮助他们为即将到来的夜班做好觉醒准备。此时,他们的体温正处于上升阶段。
然而,到了清晨,情况发生了变化。当夜班人员结束工作准备回家时,太阳正在升起。他们此时应该观看日出吗?基于我们已知的科学原理,人类的眼睛对重置昼夜节律钟(circadian clocks)极其敏感。对于已经清醒了一整夜的人来说,此时体温正在下降,而非上升。对于像我这样在日间活动的昼行性(diurnal)人群,清晨体温是上升的;但对于夜班工作者,清晨时分体温正在回落。
如果在体温下降期间接触光线,会导致“相位延迟”(phase delay)。这意味着这会让他们在接下来的睡眠周期中更难入睡。因此,合理的建议是:夜班工作者应该观看日落以帮助自己在上班前保持清醒,但在下班准备睡觉前,应当佩戴墨镜或尽量避免接触强光。本质上,他们与普通人的生理机制相同,只是处于一个完全倒置的时间表上。
我正努力将这些逻辑解释清楚。在我涉足社交媒体和播客领域的过程中,我注意到受众中存在两种典型的需求模式:一种人渴望了解每一个细节并对所有细节进行量化,因为他们希望能够精准地掌握并执行。
Error correction is good
许多研究生和学生往往极力避免犯错。正如我的研究生导师所言,只要这些错误不具有危险性,更不是致命的,你其实应当允许自己犯一些小错误,以便据此进行调整。你并不希望危及自身,但事实上,你不可能把每件事都做得完美,而这正是“学习”的本质。所谓学习,就是当你意识到:“这次我虽然观察了阳光,但随后熬了夜,这让我的状态非常糟糕,我以后绝不会再这样做了。”
另一类人则倾向于寻求某种“一劳永逸”的解决办法,例如某种药物或固定的操作方案。虽然这些手段通常有效,但它们无法赋予个体足够的灵活性。如果说有哪种机制能提供这种灵活性,那就是我今天反复强调的“最低体温点”(temperature minimum)。这是一个你可以掌控并作为调整生物钟关键参照点的核心指标。
此外,还有第三类人,他们能够接受生物系统实际上比某些描述中所说的要宽容得多。在此我想发表一点个人见解:目前关于“睡眠债”(sleep debt)的讨论非常多,但睡眠领域并没有一个类似于税务局(IRS)的机构,会四处走动并试图收回你欠下的所有睡眠。没有人能确切知道少睡对你、对我或对任何一个特定的人究竟会产生怎样的后果。虽然你无法真正补回错过的睡眠,但你也不必对作息表产生神经质般的执着,因为这会引发所谓的“睡眠焦虑”(sleep anxiety)。
NSDR protocols/implementation
当人们面临入睡困难或睡眠中断的问题时,我想深入探讨一个我曾多次提及的主题,即 NSDR(非睡眠深度休息,Non-Sleep Deep Rest)。这些工具非常有效,其中包括催眠方案。例如,在 reveriehealth.com 网站上可以找到经过临床和研究验证的免费催眠资源,专门用于缓解焦虑和改善睡眠,这对很多人都大有裨益。此外,NSDR 方案还包括瑜伽睡眠(Yoga Nidra)等练习。
这些方法确实行之有效。以我昨晚的经历为例,我大约在 10:30 入睡,凌晨 3:00 醒来,当时感觉并未得到充分休息。于是我进行了一套 NSDR 流程,随后成功再次入睡,直到 6:30 才醒来。你需要训练你的大脑和神经系统学会如何关闭思维并进入睡眠状态。理想情况下,除非确实有医疗必要,否则你应该通过这些行为方案而非药物来实现这一目标。这些方案之所以有效,是因为它们通过利用身体来转变心理状态,而不是在深夜尝试强行停止思绪。
在生活的某些阶段,压力和忧虑会导致入睡或维持睡眠变得困难。这在很大程度上与焦虑有关,而 NSDR 方案同样可以提供帮助。我建议在以下时机练习:如果你在半夜醒来并想再次入睡时;在白天为了训练神经系统放松时;或者在早晨感觉睡眠不足时。换句话说,只要有机会就可以进行练习,因为它们能切实帮助你学习如何启动自主神经系统中的副交感神经分支(即负责冷静的分支)。据我所知,没有其他方法能像这些强大的方案一样,有效地教导你的系统减速、关闭思维并重新入睡。目前已有大量研究支持这些方案的功效。
冥想是另一个例子,但需要注意,某些类型的冥想涉及专注和警觉,这与涉及放松专注力、转向内部状态感知的冥想略有不同。在结束这一部分后,我将讨论针对不同年龄层(包括婴儿、青少年和老年人)的睡眠、昼夜节律及清醒状态的控制方法。
The frog skin in your eye (not a joke)
在探讨儿童睡眠之前,我想先分享一个科学事实,这关乎光线、皮肤与毛色(pelage)、多巴胺以及生殖和交配行为之间的深层联系。
许多季节性繁殖动物,例如我之前提到的西伯利亚仓鼠,以及兔子、狐狸等,都会改变皮毛的颜色。在冬季,它们的毛色往往较浅,有时呈纯白色,或带有黑色、褐色的斑点;而到了夏季,它们的皮毛颜色会转变为褐色、红色或其他截然不同的色调。这种转变是由光线和褪黑激素(Melatonin)共同控制的。
这一现象在人类身上也有有趣的对应。虽然人类的肤色主要由遗传背景决定的黑色素(Melanin)含量决定,但无论遗传背景如何,阳光都会增加皮肤中黑色素的含量,这便是我们熟知的晒黑或肤色加深。整个生理系统是高度关联的:皮肤颜色的变化、眼内特定细胞的位移以及褪黑激素的水平,实际上紧密相连。
大约 20 年前,在统一武装服务大学(Uniformed Services University)运行实验室的伊吉·普罗文西奥(Iggy Provencio)发现,人类眼中连接大脑的细胞中含有一种名为“视黑蛋白”(Melanopsin)的视蛋白。视黑蛋白是一种吸收光线的色素,它负责将光信号转化为电信号,从而设定人体的昼夜节律生物钟。
伊吉之所以能发现视黑蛋白,是因为它的结构与青蛙黑色素细胞(Melanophores)中的物质非常相似。正是青蛙皮肤中的这种物质,让它们能够根据 24 小时周期,从黑暗环境下的苍白色转变为具有色素的绿色或褐色。因此,我们眼中的细胞与皮肤的色素细胞之间存在着明确的同源关系。
我们还观察到,在白昼较长的季节,动物的繁殖行为会增加。其背后的机制是:多巴胺触发了睾酮(主要在雄性中)和雌激素(主要在雌性中)水平的升高。于是,我们建立了两条平行的路径:一方面,充足的光线导致黑色素增加、多巴胺升高,进而促进生殖行为;另一方面,光照缺乏导致褪黑激素增加、皮肤黑色素减少(在动物身上表现为长出白毛),生殖活动也随之减少。
虽然人类的繁殖模式不会随季节发生剧烈波动,肤色也不会因日照时长而产生像动物那样的极端转变,但这些生物路径在进化中被高度保留了下来。简单来说,当白昼较长时,多巴胺分泌更多,我们感觉更好,繁殖及相关行为也更活跃。而当白昼缩短时,多巴胺减少,繁殖行为也相应减弱。
在现代社会,我们清醒时的大部分时间都在注视屏幕。虽然屏幕光不如阳光强烈,但它依然提供了大量光线;而到了夜晚,屏幕光则会产生干扰。这导致了皮肤黑色素代谢、皮肤细胞更新以及多巴胺分泌等系统的全面紊乱。
这并不是建议大家回归没有人工照明的时代,但我们必须意识到,光照带来的愉悦感、多巴胺与皮肤黑色素之间的关联,以及阳光照射皮肤(在避免晒伤的前提下)带来的舒适感,并非巧合。这些是每个人体内都存在的、硬连线的生物学机制,无论你的初始肤色深浅。
此外,多巴胺系统(这种让人感觉良好的分子)与生殖周期中的睾酮和雌激素密切相关。请记住,褪黑激素作为“黑暗荷尔蒙”,会抑制促性腺激素释放激素(GnRH)和促黄体生成素(LH)的产生。虽然人类不像西伯利亚仓鼠那样会随季节彻底改变毛色,但这些生物逻辑依然在影响着我们。顺便提一下,人们头发变白的原因,其实也与压力和这些色素路径有关。
Why stress turns your hair white
当你处于极大的压力下时,向毛囊释放肾上腺素(adrenaline)的神经纤维活动会增加。这种神经活动的增强会激活毛囊中的过氧化物基团(peroxide groups),从而导致头发颜色变灰或变白。因此,压力确实是导致头发变白的原因之一,尽管衰老也会产生同样的效果。
作为一个简短的补充,对于那些对光线与肤色、皮肤特质之间的关系感兴趣的人来说,人类眼睛中的细胞与青蛙或某些动物体内的皮肤细胞非常相似。在这些动物中,这类细胞负责改变它们的全身颜色,有时甚至参与变态发育(metamorphosize)。事实上,自然界中存在一些更为奇特的现象,某些物种甚至会根据环境变化,从字面上改变其生殖器官的形状。
Ovaries or testes?
当我在伯克利大学攻读研究生时,有一位同学正在研究一种特殊的雌雄同体鼹鼠。这种在地下打洞的小生物拥有极其奇特的生物学机制:它们会根据昼夜光照时长的变化,在发育出卵巢与发育出睾丸之间来回切换。
如果你好奇这类动物是如何繁殖的,实际上它们会根据种群中雄性与雌性的密度来调节性别比例。当环境中雄性数量过多时,部分雄性会将睾丸转化为卵巢;反之,如果雌性过多,它们则会将卵巢转化为睾丸。这种生物属于真正的雌雄同体动物(True hermaphroditic animals),而非假性雌雄同体(Pseudo-hermaphrodite animals)。
现在让我们回到正题,讨论一下大家最关心的物种——人类,特别是新手父母与婴儿。正如我此前提到的,婴儿体内的褪黑素分泌并非呈周期性波动的,也就是说,婴儿早期的褪黑素分泌尚未形成循环。
Babies and bright light
婴儿体内的褪黑激素分泌更偏向于阶段性(phasic),通常以一种相对恒定的水平持续释放。由于婴儿的体型比成年人小得多,其体内的褪黑激素浓度非常高;随着婴儿的成长,单位体积内的褪黑激素浓度会逐渐下降。
婴儿出生时并不具备典型的睡眠-觉醒周期,这一点对于所有父母来说都不陌生。但需要特别强调的是,婴儿眼部的光学系统(optics of the eye)要比成年人敏感得多。关于是否应该让婴儿接触阳光,答案是:虽然不应完全避开阳光,但必须意识到他们的眼睛极其敏感。由于婴儿眼部的光学结构尚未发育完全,当你观察新生儿或幼儿时,他们往往看起来眼神有些呆滞(glassy-eyed),仿佛在透过你向远处看。
很多人误以为婴儿看我们的方式与我们看他们的方式相同,但事实并非如此。如果你去搜索一个月大婴儿的视觉模拟图像,你会发现由于其眼部光学发育水平较低,他们看到的你只是一个模糊的影像,无法识别精细的细节。随着晶状体的澄清以及新生儿眼内房水(aqueous features)等生理特性的完善,他们的视觉清晰度才会逐渐提高。
此外,婴儿调节强光的能力较弱,因此他们对强光具有厌恶感。在对待婴幼儿时,你绝不能像对待成年人那样,试图利用阳光或极强的光线来调节他们的生物钟。
随着孩子逐渐长大,褪黑激素的分泌会开始变得更具周期性,其体温节律也开始进入一种更规律的状态。不过,这种节律最初并非标准的24小时周期,而更多表现为“超昼夜节律”(ultradian rhythms)。在婴儿体内,每90分钟就会经历一次体温和某些激素特征的循环,他们的生理系统正处于剧烈的变动之中。
如果孩子出现睡眠问题,你可以利用黑暗和光亮的交替来尝试调节,但这些阶段必须缩短,以鼓励孩子在目标时间内入睡。婴儿不会直接进入像成年人那样拥有明确体温最高值和最低值的模式,他们的体温波动频率更快,且个体差异极大。
现有文献研究了多种环境因素对婴儿睡眠的影响,包括是否有兄弟姐妹、是否为双胞胎、是在托儿所环境还是独自在房间睡觉等。目前看来,有几件事对改善睡眠是有帮助的,即让整体环境契合24小时的日程表:在希望婴儿睡觉时,让房间稍微凉爽一些(当然要确保婴儿感到舒适安全);在希望他们清醒时,环境可以稍微温暖一些。由于婴儿本身的体温往往偏高,因此在进行这些环境调节时需要格外小心。
多相睡眠(Polyphasic Sleep)
在照顾婴儿的过程中,父母往往需要调整自己的作息以适应婴儿约 90 分钟的睡眠周期。面对每 90 分钟就必须起床处理喂哺或更换尿布的挑战,理解自主神经系统(Autonomic Nervous System)的调节机制至关重要。
自主神经系统控制着人体的警觉程度,其状态如同一个跷跷板:一端是极度的恐慌与高度警觉,另一端则是深度睡眠。在这两个极端之间存在着一个连续的光谱,涵盖了警觉且冷静、轻度睡眠、困倦以及放松等不同状态。对于必须配合婴儿作息的父母来说,核心挑战在于:当你在理想情况下本该睡觉却被唤醒时,如何防止自主神经系统进入过度警觉的状态。
尽管在睡眠剥夺的情况下保持冷静极具挑战,但“非睡眠深度休息”(Non-Sleep Deep Rest, NSDR)协议在此时具有显著的益处。NSDR 虽然不能完全替代睡眠,但它能帮助个体维持自主神经的调节功能。从神经化学层面来看,利用正电子发射断层扫描(PET)等技术的研究显示,进入这种深度休息状态可以有效“重置”基底节(Basal Ganglia)中的多巴胺水平。因此,即使在婴儿睡觉时你无法真正入睡,尝试进行深度休息而非保持全程警觉,也能起到关键的恢复作用。
这种情况通常涉及“多相睡眠”(Polyphasic Sleep)的概念。多相睡眠是指将睡眠分散成多个片段(例如以 45 分钟为增量或批次),即使中间穿插着清醒时段。虽然这种作息对大多数人来说难以长期维持且过程艰辛,但一些追求工作生产力的成年人会刻意采用此方案。数据表明,多相睡眠倾向于减少人体所需的总睡眠时长。对于被动进入这种模式的父母而言,应当尽可能捕捉每一个睡眠相位——无论是婴儿入睡后的 45 分钟,还是在婴儿醒来处理完毕后的另一个 45 分钟。
尽量镜像婴儿的睡眠周期虽然在现实生活中(如需准备餐食或处理家务时)显得非常残酷,但它是应对极端睡眠匮乏的有效手段。此外,随着孩子成长到一至四岁,虽然其眼部光学性能有所提升,但他们的眼睛对强光依然极其敏感,这种敏感性甚至会持续到 10 至 11 岁,因此应注意避免强光对孩子眼睛的伤害。
最后,关于如何让孩子获得更长的连续睡眠,建议通过自然调节而非给孩子服用褪黑素来实现。正如前文所述,外源性补充褪黑素可能对发育产生潜在的不利影响,此类问题务必咨询医生。父母的目标应是逐步引导孩子并让自己获得更长、更完整的睡眠区间。
Ultradian cycles in children
儿童的睡眠应当尽可能与超昼夜节律(Ultradian cycles)相匹配。与其获得一段时长为 4 小时的睡眠,不如确保获得 3 小时(即两个完整的 90 分钟周期)的睡眠。这是因为在超昼夜节律的中途被唤醒,对父母和孩子而言都是极其痛苦且低效的。
如果无法保证连续 6 到 10 小时的充足睡眠(处于快速发育期的儿童有时甚至需要 12 小时),也应尝试将睡眠划分为与 90 分钟周期相对应的“批次”。即使这些睡眠在 24 小时周期内是碎片化的,也应尽量确保每个睡眠阶段包含一个、两个或三个连续的超昼夜节律周期。科学文献表明,相较于强行要求完整的 8 或 10 小时睡眠却在中途被打断,这种匹配节律的睡眠方式能让身体各项指标朝着更好的方向发展。
现实中,有些孩子从很小起就能整夜安眠,而另一些则不然。许多父母因为孩子睡眠时间极短或极度不规律而备受煎熬,甚至感到精神濒临崩溃。在这种睡眠被严重拆解、睡眠行为随机发生在昼夜各个时段的极端情况下,建议采取以下策略:在无法入睡时,尝试进入深度放松状态;在能够入睡时,哪怕睡眠是碎片化的,也要抓紧休息。
特别需要注意的是,当睡眠模式完全失控时,父母通过早晨和傍晚的阳光来调节生物钟变得尤为重要。此时,你的昼夜节律时钟(Circadian clock)正处于混乱状态,急需寻找支撑点。早晚的阳光可以作为两个关键的“锚点”,帮助稳定生物钟。
这种情况与典型的轮班工作有所不同,它更像是一种极度混乱的特殊时期(类似于通宵照顾重病亲属)。在这种压力下,建议利用非睡眠深度休息(NSDR)协议来保持冷静。这些协议不仅免费,且有充分的科学研究支持。总之,在尽可能抓住机会睡眠的同时,务必确保眼睛接收到早晨和傍晚的阳光;如果无法获得自然光,则应使用人工光源作为替代。
Teens and puberty
关于生命周期的后期阶段,现在的青少年和十几岁的孩子确实存在晚睡晚起的倾向。这在一定程度上是因为他们需要更多的睡眠。在青春期,他们的身体正在大量分泌促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone)和黄体生成素(luteinizing hormone),整个身体都在经历剧烈的变化。
也许很多人没有意识到,青春期实际上是我们一生中经历的衰老速度最快的阶段。尽管这听起来有些反直觉,但它确实是生物学意义上加速衰老的时期,涉及极其复杂的生物学过程。在这一阶段,昼夜节律时钟机制有时保持得非常完整,有时则处于某种“拆解”和变动之中。因此,对于青少年来说,首要任务是保证充足的睡眠时长。
如果这种作息意味着他们睡到下午2点,然后整晚熬夜,那么“熬夜”部分可能会成为问题,尤其是考虑到电子设备的使用、在房间里发短信或玩电子游戏等行为。虽然理想情况下应该接受早晨和傍晚的阳光,但现实中很多孩子会直接睡过早晨的日出。然而,如果你测量他们的体温,你会发现他们的最低体温点(temperature minimum,简称 T-min)在早晨出现得更晚。如果他们睡到上午11点或12点,其最低体温点可能直到上午10点才出现;如果他们睡到10点,T-min 则可能在8点。请记住,最低体温点通常出现在平均起床时间的前两小时。
对于青少年而言,应尽量最大化其总睡眠量。虽然尝试在早晨、傍晚或两个时段都获得规律的阳光是有益的,但如果他们睡过了日出,这通常不是什么大问题。相比之下,强行叫醒他们并剥夺其睡眠可能危害更大,因为他们的最低体温点确实推迟了,这意味着他们的“昼夜节律死区”(circadian dead zone)也相应延后。
因此,给青少年更多的空间和余地,允许他们根据自身情况调整作息是合理的。目前,一些学校甚至已经开始根据可靠的生物学证据推迟上课时间,以适应这种“节律后移”(late shifted rhythm)和“睡眠相位延长”(extended sleep phase)的生理需求。杰米·蔡策尔(Dr. Jamie Zeitzer)博士的研究数据也充分支持了这一点。
Light before waking for better sleep
斯坦福大学精神病学与行为科学系及其他部门的研究表明,在青少年醒来之前打开房间的灯,有助于他们在接下来的夜晚获得更充足的睡眠。这种做法不仅能诱导他们更早入睡,还能显著增加约 45 分钟的深度睡眠时间。统计数据进一步证实,其总睡眠时间也会随之增加。
在实际操作中,即使青少年的眼睛没有睁开,光线也能穿透眼睑发挥作用,但如果他们躲在被子里则无效。目前已有家长尝试在孩子醒来前用手电筒照射其眼睑,并反馈这种方法确实有效,尽管这并不属于标准实验研究的一部分。
其背后的科学原理在于:如果光线在孩子预定醒来时间(例如上午 10 点)之前的两小时(例如上午 8 点)穿透眼睑,此时正值或接近其体温最低点(temperature minimum)。在体温最低点附近引入光线,会促使昼夜节律相位前移,从而使人产生更早入睡的意愿。
对于青少年而言,出于某些目前尚不完全明确的机制,这种方法能让他们睡得更久(约增加 45 分钟),并花更多时间处于深度睡眠状态。成年人同样可以利用这一机制,通过设置定时器在起床前开启灯光,这能非常有效地帮助你更早清醒。这些反复出现的科学规律揭示了生物钟调节的核心机制。值得庆幸的是,人体内部并不存在成千上万种不同的调节机制,而是遵循这些核心的生物学原理。
Older people and cicadian rhythms
在老年群体中,普遍存在一种早睡早起的倾向。针对这一现象,建议人们咨询医生。有证据表明,老年人的褪黑激素(melatonin)水平及其分泌模式可能会变得有些紊乱。
关于“老年”的定义因人而异,因为衰老的速度存在个体差异。你可能会看到一些 65 岁的老人行动迟缓,看起来比那些依然精力充沛、四处奔波的同龄人要苍老得多。这种差异很大程度上源于遗传和生活方式等因素,而生活方式在决定衰老速率方面起着至关重要的作用。
在改善老年人睡眠与昼夜节律的研究中,最显著的结论是:他们需要尽可能多地接触自然光。即便由于安全或行动不便等原因无法轻易出门,通过窗户接触阳光也是必要的。对于无法通过慢跑或骑行等户外运动来获取充足阳光的老年人,运动可以采取其他形式。在这种情况下,应尽量让他们靠近窗户(理想情况下是打开的窗户,但若因气温等原因必须关闭也可以)。让老人在清晨靠近自然光并远离人工光源,同时在夜间阶段避开人工光,会对他们的节律产生巨大的积极影响。
此外,对于老年人来说,补充褪黑激素可能是一个可行的选择。当然,这必须先与医生讨论。考虑到老年人早已过了青春期,在 70、80 或 90 岁时,体内的促性腺激素释放激素(GnRH)和黄体生成素(luteinizing hormone)的分泌量本身就已经处于较低水平。
虽然我们之前提到的所有参数——如光照、运动和温度——依然适用,但在解决入睡困难和维持睡眠质量方面,褪黑激素对老年人可能具有最大的潜在益处。对于那些在入睡或保持睡眠方面挣扎的老年人来说,这确实是一个值得考虑的方向。总而言之,保持规律的作息时间以及在安全的前提下尽可能多地接触自然光,是调整老年人睡眠和昼夜节律的核心杠杆。
Sleepy Supplements
除了褪黑素,还有其他一些补充剂对改善睡眠非常有益。我并不是在盲目推销补充剂,但我个人确实在使用,也相信它们的作用。虽然有些对我有效,有些则不然,但我始终坚持:正确的行为方案永远是第一位的。无论是采用非睡眠深度休息(NSDR)方案、接触自然光、运动、热水浴还是冷水淋浴,行为干预应始终排在补充剂之前。
关于补充剂,我曾在之前的播客中提到过一些,但收到了很多后续问题。因此,我想花几分钟时间详细讨论一下那些有助于停止思绪、进入深度睡眠,甚至能让你在较短睡眠时间内获得充分休息的补充剂。虽然很多人服用安眠药,我不会阻止,但安眠药确实存在成瘾性、副作用多等潜在问题。作为一名教授而非医生,我不开具处方,但我会根据科学文献提供建议。在非处方补充剂领域,有一些安全性较高且研究数据显著的选择,但在调整你的健康方案前,请务必咨询医生。你的健康是你自己的责任,请务必谨慎筛选信息。
在此,我推荐一个非常有用的工具——examine.com。我与该网站没有任何隶属关系,但它是一个极佳的资源,链接了大量关于各类补充剂的高质量同行评审研究,并包含安全警告。它会明确标注研究对象是大鼠、猫、老年人还是儿童,这在普通的补充剂广告网站上是很难看到的。
有三种补充剂对我个人的睡眠产生了巨大的积极影响,值得大家考虑。如果你已经完善了行为方案但仍有睡眠问题,或者在旅行期间需要额外的帮助来调节睡眠-觉醒周期,补充剂会是不错的选择。
首先是镁(Magnesium)。镁已被证明能增加睡眠深度并缩短入睡所需的时间。我多次提到过苏氨酸镁(Magnesium Threonate),它似乎是生物利用度更高的一种形式,能优先进入大脑。它通过激活 GABA 路径来关闭前脑的某些区域,从而帮助入睡。关于这一点,大家可以参考 Ates 等人发表的论文《不同镁化合物的剂量依赖性吸收概况》(Dose-Dependent Absorption Profile of Different Magnesium Compounds),这是一篇高质量的同行评审论文。研究显示,甘氨酸镁(Magnesium Glycinate)在组织分布上与苏氨酸镁相似;而苹果酸镁(Magnesium Malate)则倾向于进入肌肉组织,主要用于肌肉修复或恢复外周组织的镁储备;柠檬酸镁(Magnesium Citrate)则主要起到通便作用。此外,一些来自高质量实验室的啮齿类动物研究显示,苏氨酸镁可能具有神经保护作用。由于镁可能影响心律,尝试时应保持谨慎。
第二种是茶氨酸(Theanine)。茶氨酸能激活特定的 GABA 路径,有助于关闭自上而下的处理过程和思绪,使入睡更容易。100 到 300 毫克的茶氨酸具有显著的镇静作用。现在许多能量饮料甚至咖啡中都会添加茶氨酸,目的是抵消咖啡因带来的焦虑和抖动感。我建议在睡前 30 到 60 分钟服用,无论是否进食均可。但需要注意,茶氨酸会增加梦境的强度,导致非常生动的梦。因此,对于有梦游习惯或夜惊症的人,建议避开茶氨酸。
第三种是芹菜素(Apigenin)。它是洋甘菊(Chamomile)的衍生物。芹菜素通过激活氯离子通道使神经元超极化,并增加大脑中的 GABA 水平,起到轻微的催眠作用。洋甘菊的镇静作用在文学作品中早有记载。但需要注意,芹菜素具有抗雌激素作用,会减少某些雄激素向雌激素的转化。你可以通过 examine.com 详细了解它的多重作用,并根据自己的生活情况和健康目标决定是否使用。
此外,还有一些物质如 5-HTP 和 L-色氨酸(L-tryptophan) 也能辅助睡眠。但我个人并不喜欢它们,因为它们虽然能让我进入深睡,但会导致我在中途醒来后无法再次入睡。我倾向于不随意干扰自己的血清素和多巴胺系统。例如,服用 L-酪氨酸(L-Tyrosine)药片虽然能提升多巴胺,但次日会出现严重的“崩盘”感。
最后,我曾提到过有一些方法可以让睡眠变得更高效、更紧凑。这实际上是我对大家的一个请求。我在做博士后研究时曾有过一段非常有趣的经历……
Red Pills & Acupuncture
我最近第一次尝试了针灸。我知道大众对于针灸有着各种不同的看法和意见。尽管我个人无法断言从中获益良多,但目前已有高质量的同行评审研究支持其科学性。例如,去年发表在《神经元》(Neuron)及 Cell Press 旗下优秀期刊上的研究表明,针灸确实可以刺激某些抗炎化合物的产生,但这取决于具体的针刺部位。
这些研究非常出色,我曾讨论过这些发现,未来可能还会再次提及。研究指出,某些针灸穴位会增加炎症,而另一些则能减轻炎症。因此,我们不能一概而论地认为针灸在所有情况下都具有同样的功效。我推测专业的针灸师应该了解哪些穴位有助于消炎,而哪些则会引发炎症。
然而,我遇到的那位针灸师给了我一些红色的药丸。他称这些是用于助眠的矿物质,而其效果令人惊叹。我服用了这些看起来像小 M&M 豆的红色药丸(虽然现在“服用红色药丸”有特定的文化含义,但我当时并不了解),随后便陷入了深度睡眠。四小时后醒来时,我感到前所未有的神清气爽,那种休息充分的感觉是我一生中从未体验过的,而且我当时竟然只需要四小时的睡眠就足够了。
遗憾的是,那位针灸师后来搬走了,我始终没能弄清楚那些红色药丸的具体成分,也没有机会对其进行质谱分析。我至今仍在思考,他当时说它们是矿物质。如果有人知道这些红色药丸究竟是什么,或者了解这种化合物,我非常希望能得到答案。
最后,请各位不要随意服用不明来源的红色药丸,试图重现我这次非实验性的个人经历。但如果你是一名针灸师,或者了解这种神秘红色药丸的成分,请务必联系我,因为它们的效果确实非常惊人。
Highlights
Highlights
在本章节中,我再次向大家提供了大量的信息。我希望你能确定自己的体温最低点(temperature minimum),并以此为基础来调节你所需的睡眠与觉醒周期。此外,建议你尝试非睡眠深度休息(NSDR),如果你感兴趣,也可以探索相关的补充剂。现在,你已经掌握了许多关于睡眠和觉醒的机制。
本播客的特色在于我们会连续一个月甚至更长时间专注于同一个主题。这与典型的播客格式不同,那种格式可能这一周在讲如何成为“超人”,下一周又转到如何培养成长型思维,内容相对分散。我们坚持深入钻研,是因为我相信,随着我们对这些机制的不断挖掘,当你反复听到相同的主题时,你将开始对这些系统在自身及特定生活环境中的运作方式产生直觉和深刻理解。
我的最终目标是让自己变得“多余”。这源于我研究生导师常说的“被公交车撞到”原则(hit by a bus principle)。她有一种略带忧郁的幽默感,常说:“如果我明天被车撞了,没有我在这里唠叨,你该怎么办?”虽然我打算长寿,但如果我不在了,你依然应该知道如何管理自己的睡眠与觉醒。
因此,请务必掌握以下核心要点:
- 了解你的体温最低点:这是调节生物钟的关键锚点。
- 光照的价值:清晨的光照至关重要。在你想要保持清醒时,光照是非常有益的(只要亮度不至于损伤眼睛)。虽然屏幕光也有作用,但阳光的效果更好。
- 避免不当光照:在体温最低点前的 4 到 6 小时内应避免强光,否则会推迟你的生物钟(除非你正在旅行并刻意想要调整时差)。
- 利用温度调节:提高体温可以使生物钟前移(提前),降低体温则会推迟生物钟。你不需要记录全天每一度的变化,但要清楚 24 小时周期内体温的最高点和最低点。
- 超昼夜节律(Ultradian Cycles):了解这些 90 分钟的周期,并在其中进行深度工作。不要指望专注力在初期就爆发,它通常在周期中期达到顶峰,随后逐渐减弱。
无论是轮班工作者、旅行者,还是在生活中面临生物钟紊乱的人,现在你们已经掌握了调节的杠杆。信息虽然强大,但必须以安全、合理的方式付诸实践。通过应用这些知识,你可以在自己身上建立一个“实验室”。我并不认同“生物黑客”(biohacking)这个说法,我不相信所谓的“黑客攻击”,我坚信的是理解机制,并应用那些拥有大量高质量同行评审数据支持的生物学原理。通过光照、温度和体温最低点等原则,你可以按照自己的意愿改变自身的生理和心理状态。
在接下来的节目中,我们将回答更多观众的提问,并探讨一些更深层次的话题。有人曾挑战我说,这些只是基础问题,那梦境、清明梦(lucid dreaming)和意识等大课题呢?我计划在接下来的章节中讨论这些内容。但我会坚持提供有数据支持的结论,尽量减少主观推测。虽然关于梦境与意识的讨论已经持续了几个世纪,且往往陷入循环论证,但我们目前的重点是那些决定你是谁、影响你感受、改变你身体功能并让你获得掌控感的深层生物学机制。
Feedback and Support
非常感谢您的宝贵时间和关注,我对此深表感激。我们下次 Huberman Lab 播客再见。一如既往,感谢您对科学的关注与热爱。
Understand and Use Dreams to Learn and Forget
Understand and Use Dreams to Learn and Forget
Introduction
欢迎来到 Huberman Lab 播客,我们在这里讨论科学以及适用于日常生活的科学工具。我是 Andrew Huberman,是斯坦福大学医学院的神经生物学和眼科学教授。虽然本播客与我在斯坦福大学的教学和研究职务是分开的,但我致力于向大众提供免费的科学及科学相关工具的信息。
今天,我们将深入探讨关于“做梦”(dreaming)的话题。
The Dream Mask
在梦境中进行学习以及“去学习”(unlearning)——特别是针对困扰性情绪事件的去学习,是一个引人入胜的话题。我对梦境的兴趣由来已久。孩提时代,我的一位朋友曾带来一个从杂志广告上买来的面具。这个面具的角落里安装了一个红色的小灯,其设计初衷是触发清醒梦(lucid dreaming)。
所谓清醒梦,是指在睡眠中经历梦境时,个体能够意识到自己正在做梦。在某些情况下,做梦者甚至能够引导自己的梦中活动。例如,在清醒梦中,如果想体验飞行,一些人报告称能够主动发起飞行的感觉;或者将自己变形为某种动物,亦或是将自己传送到梦境中任何想去的地方。
我曾尝试过这种设备。它的工作原理是:你在清醒状态下戴上面具,观察角落里闪烁的小灯,然后在晚上睡觉时也戴着它。事实上,当我睡着时,我确实能看到那盏红灯——这大概是通过眼睑看到的,尽管我也可能在不知情的情况下睁开了眼睛。由于当时我正处于一段非常生动的梦境中,我能够通过红灯的提示意识到自己在做梦,并开始引导梦中的某些事件。
研究表明,清醒梦大约发生在 20% 的人群中。而在这一小部分人里,有些人几乎每晚都会做清醒梦。这种频率之高,以至于其中许多人反映,他们的睡眠并不像普通睡眠那样具有恢复性。
这一切都说明,清醒梦和普通梦境都是极其深刻的体验。我们往往对自己的梦境体验产生强烈的情感依恋。这或许可以解释一种现象:当人们做了一个非常强烈的梦后,会产生一种迫切的需求,想要向他人倾诉这个梦。虽然这种行为的确切动机尚不明确,但有时我们醒来后对梦中发生的事情感到如此依恋,以至于必须通过分享来对其进行处理和解读。
历史上,无数人曾尝试以某种系统化的方式来解读梦境。其中最著名的莫过于西格蒙德·弗洛伊德(Sigmund Freud),他提出了梦境中的象征性表征理论。尽管他的许多观点在现代科学中已被推翻,但我认为梦境中的符号依然具有研究价值。我们今天将深入讨论这一话题,但重点并非弗洛伊德的具体理论。
为了深入思考梦境的本质、用途,以及如何为了学习和去学习而最大化梦境体验,最有效的方法是研究睡眠的生理学,去探究我们对睡眠的切实认知。首先,当我们产生困意时,生理上会发生一系列变化。
Cycling Sleep
当我们感到困倦时,往往会闭上眼睛。这是因为大脑中存在一些自主神经中枢(autonomic centers),即一些特定的神经元,它们负责在困意袭来时控制眼睑的闭合。随后,我们便进入了睡眠状态。
无论睡眠的总时长是多少,睡眠过程通常都会被分解为一系列时长约为 90 分钟的周期,这些周期被称为超昼夜节律周期(ultradian cycles)。在入睡初期的 90 分钟周期里,睡眠通常由更多的浅层睡眠和慢波睡眠(slow wave sleep)组成,这包括第一阶段、第二阶段等。而在这一阶段,所谓的快速眼动睡眠(REM sleep)所占的比例往往较少。
随着夜晚的推移,在后续的每一个 90 分钟周期中,快速眼动睡眠的占比会逐渐增加。也就是说,在睡眠周期的循环中,REM 睡眠的时间会越来越多,而慢波睡眠的时间则相应减少。无论你是否会在半夜起床如厕,或者睡眠是否遭到中断,这一规律都是成立的:你在整晚获得的睡眠总量越多,经历的快速眼动睡眠也就越多。
快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠(non-REM)在“学习”与“遗忘”(learning and unlearning)中扮演着截然不同的角色,它们分别负责处理不同类型的信息。这对运动技能的学习、创伤性事件的遗忘,以及对情感挑战或愉悦事件的处理都具有巨大的意义。
正如我们将要看到的,人们实际上可以通过白天的活动来干预睡眠,从而根据个人的情感和生理需求,有针对性地获得更多的慢波睡眠(非快速眼动睡眠)或快速眼动睡眠。睡眠是一个非凡的生命阶段,我们对其拥有的控制力和影响力远比想象中要大。此外,我们还将探讨清醒梦(lucid dreaming)、幻觉,以及药物诱发的幻觉与梦境状态之间惊人的相似性及其关键差异。
Chemical Cocktails of Sleep
让我们首先讨论慢波睡眠(slow wave sleep),也就是非快速眼动睡眠(non-REM sleep)。虽然我意识到慢波睡眠和非快速眼动睡眠并不完全是同一回事,但在科学界,我们有时会进行“归并”(lumping),有时则会进行“细分”(splitting)。为了讨论的清晰和简便,我现在将做一个“归并派”。当我提到慢波睡眠时,通常指的就是广义上的非快速眼动睡眠,尽管我承认两者之间存在区别。
慢波睡眠的特征在于一种特定的大脑活动模式。此时大脑在代谢上依然活跃,但会出现席卷大部分大脑区域的大规模波动。如果你去查阅相关资料,可以找到神经活动波横跨联合皮层(association cortex)以及脑干大片区域的证据,即所谓的桥脑-外侧膝状体-枕叶通路(pons geniculate occipital pathway,简称 PGO 通路)。这涉及脑干、丘脑和皮层,不过这类活动更多地发生在快速眼动睡眠(REM)期间。
慢波睡眠中一个非常有趣的方面是与之相关的神经调节剂(neuromodulators),即在此时期最为活跃和最不活跃的化学物质。神经调节剂是作用较慢的化学物质,其主要作用是偏向性地使某些大脑回路保持活跃,而让另一些回路处于抑制状态。你可以把它们想象成音乐播放列表:乙酰胆碱、去甲肾上腺素、血清素和多巴胺就像是音频设备上建议的播放列表。古典音乐在感受、基调和特征上显然不同于第三波朋克或嘻哈音乐。因此,可以将神经调节剂理解为将神经回路的活动导向特定的“流派”,比如柔和的音乐对比激进快速的音乐,或者有歌词的节奏音乐对比无歌词的节奏音乐。
这些神经调节剂与特定的脑功能密切相关。为了便于理解,我们先回顾一下它们在清醒状态下的功能:乙酰胆碱(Acetylcholine)在清醒时倾向于增强与专注和注意力相关的回路;去甲肾上腺素(Norepinephrine)倾向于增强与警觉和运动欲望相关的回路;血清素(Serotonin)的释放则与愉悦感(bliss)以及保持静止的欲望相关;而多巴胺(Dopamine)则与追求目标、快感和奖赏相关的神经回路增强有关。
在慢波睡眠中,情况变得非常有趣。此时大脑中基本上没有乙酰胆碱。乙酰胆碱在两个主要部位的产生、释放和作用都会骤降至接近零的水平:一个是脑干的副旁核(parabigeminal nucleus),另一个是前脑的基底核(nucleus basalis)。由于乙酰胆碱与专注力相关,你可以将慢波睡眠想象成大脑中席卷而过的巨大波动,以及一种时空的扭曲,使我们无法真正专注于任何单一事物。
此时活跃的其他分子还包括去甲肾上腺素。这可能有点令人意外,因为在清醒状态下,它通常与高度警觉和运动欲望相关。在慢波睡眠中,去甲肾上腺素的含量虽然不多,但确实存在,这意味着慢波睡眠中仍有与运动回路相关的活动。请记住,在前半夜,你的睡眠主要由慢波睡眠主导。总结来说,此时几乎没有乙酰胆碱,去甲肾上腺素含量较低但仍存在,而血清素的含量则非常高。血清素与这种愉悦感或幸福感相关,但并不伴随大量运动。
在睡眠期间,人通常倾向于不活动。但在慢波睡眠中,你其实是可以移动的,因为你并没有处于瘫痪状态。你可以翻身,而且如果有人梦游,通常也发生在慢波睡眠期间。一些通过剥夺受试者慢波睡眠的实验(这类实验有时被戏称为“虐待性”实验,因为受试者会被特意唤醒)已经证明了这一点。
Motor Learning
通过电极记录或通过化学手段改变睡眠模式(使其偏离慢波睡眠)的研究表明,运动学习(Motor Learning)主要发生在慢波睡眠(Slow Wave Sleep)期间。
假设你在睡觉前的一天正在学习新的舞步或特定的运动技能,无论是精细运动技能还是粗大运动技能。这可能是一种新的锻炼形式或某些新的协调动作,既可以是手指层面的精细协调,也可以是全身及大肢体层面的动作;它可以涉及他人,也可以是单人活动。这些技能的学习主要发生在入睡后前半夜的慢波睡眠期间。
此外,慢波睡眠已被证明对学习细节信息至关重要。这并不一定是指认知信息,相关研究让受试者学习关于特定规则和挑战性单词拼写方式的详尽信息。如果受试者被剥夺了慢波睡眠,他们在这些类型的测试中往往表现得非常糟糕。因此,我们可以认为慢波睡眠对于运动技能的学习以及对特定事件细节的学习都具有基础性的重要意义。
这一点至关重要,因为我们现在知道慢波睡眠主要集中在前半夜,因此运动学习和细节学习也主要发生在前半夜。对于那些每晚只睡三四个小时的人来说,这具有启发性:如果你只获得这么短的睡眠,这可能反映了你能够学习和无法学习的内容。
我们将深入探讨如何最大限度地提高运动学习的效果,以提取更多关于协调动作的细节信息,并掌握如何调节动作的快慢。这对于某些运动项目显然非常重要,同样也适用于任何形式的协调运动,例如学习弹钢琴,或学习如何与他人进行同步动作。以我几年前学习探戈的经历为例,由于我有阿根廷亲戚,我曾打算学习探戈,但当时表现得很差。学习舞蹈最糟糕的一点是,如果你学得不好,舞伴也必须共同承担后果。或许在关于神经塑性(Neuroplasticity)的主题中,我会再次尝试将其作为一项自我实验。
核心要点是:慢波睡眠参与了运动学习和细节学习。此时脑内没有乙酰胆碱(Acetylcholine),而是存在席卷全脑的大振幅活动,并伴随去甲肾上腺素(Norepinephrine)和血清素(Serotonin)的释放。再次强调,这一切都发生在前半夜。因此,对于运动员或关注表现的人来说,如果你在入睡仅几小时后就醒来,情况可能会有所不同。
High Performance with Less Sleep
如果你因为对次日的比赛感到兴奋而只睡了三四个小时,只要你此前已经训练并掌握了该项目所需的技能,你依然能够胜任这项特定的活动。当然,获得充足的睡眠始终是更好的选择——如果对你而言充足的睡眠是六小时,那么睡足总比少睡要好。然而,许多人往往过度担心,认为如果在体育赛事前没有获得完整的睡眠,他们的表现就会一落千丈。事实上,如果你已经习得了必要的技能,并且这些技能已存储在你的神经回路中,你懂得如何进行协调的动作,那么关于慢波睡眠(Slow Wave Sleep)的相关文献表明,你的身体依然能够得到补充。这是因为运动学习以及从运动中恢复的过程通常发生在睡眠的前半段。
我们先在此稍作停顿,将这个话题暂时搁置,稍后再回过头来详述。接下来我想谈谈快速眼动睡眠(REM sleep)。正如我之前提到的,快速眼动睡眠贯穿整个夜晚,但随着时间接近清晨,在每个 90 分钟的睡眠周期中,快速眼动睡眠所占的比例会逐渐增加。
Rapid Eye Movement Sleep
Rapid Eye Movement Sleep
快速眼动(REM)睡眠是一个引人入胜的研究领域。它于 20 世纪 50 年代在芝加哥的一个睡眠实验室被首次发现,当时研究人员观察到受试者在睡眠时眼球会在眼睑下快速转动。一个非常重要的细节是,这些眼动并不仅仅是左右移动,而是在各个方向上都表现得极其不规则。这一点在我们后续讨论创伤(trauma)时将变得至关重要。
虽然在 REM 睡眠期间眼睛通常是闭着的,但有时人们(尤其是小孩)的眼睑会微张,露出正在快速跳动的眼球。尽管出于伦理和实践考虑不建议这样做,但以往的研究——甚至是一些在聚会上对醉酒者的观察——已经证实,如果翻开睡眠者的眼睑,会发现他们的眼球正在四处乱转。
REM 睡眠的产生源于脑干中被称为“脑桥”(pons)的区域、丘脑(thalamus)以及脑干顶部区域之间的神经连接。这些区域共同负责产生不同方向的眼球运动,这种运动有时被称为“扫视”(saccades)。在 REM 睡眠期间,这种运动并不总是表现为快速移动,有时也呈现为一种颤动的左右摇摆,随后伴随着眼球的滚动。从外部观察,这种生理现象确实带有一种异样的感觉。
从神经回路的角度来看,此时负责意识性眼动的系统正在运行。具体而言,是波动性的活动信号从脑干传导至丘脑(丘脑负责过滤感觉信息),然后再进一步传导至大脑皮层(cortex),而皮层正是产生意识知觉的区域。
除了快速眼动之外,REM 睡眠还具有几个显著特征,尤其是在与慢波睡眠(slow wave sleep)对比时。首先,在 REM 睡眠期间,血清素(serotonin)基本处于缺失状态。这种通常能带来幸福感、宁静感和愉悦感的神经调节物质在此时不再分泌。其次,去甲肾上腺素(norepinephrine)——这种与运动和警觉性密切相关的分子——也完全消失了。这可能是人类生命中极少数肾上腺素系统在体内几乎处于零活跃状态的时刻。
这种独特的神经化学环境对于 REM 睡眠中发生的梦境类型、学习过程以及“去学习”(unlearning)过程都具有深远的影响。此外,在 REM 睡眠期间,人体肌肉会处于瘫痪状态,这种生理现象被称为“肌张力缺失”(atonia)。
Paralysis & Hallucinations
在快速眼动(REM)睡眠期间,我们的身体处于一种完全瘫痪的状态。与此同时,我们所梦见的一切往往表现为一种幻觉或幻觉活动。哈佛大学的研究员艾伦·霍布森(Alan Hobson)曾在他著名的著作《梦的药房》(Dream Drugstore)中深入探讨了幻觉与梦境之间的关系,并详细阐述了诱发幻觉的药物与 REM 睡眠中梦境之间的相似性。简而言之,在 REM 阶段,虽然我们的眼球在转动,但身体其余部分是麻痹的,且大脑正处于幻觉状态。
值得注意的是,在这一阶段,体内并不存在肾上腺素(Epinephrine)。肾上腺素不仅能产生运动欲望和警觉性,它还是恐惧和焦虑的化学标志。当我们在清醒时经历令人生畏或需要警觉的事情——例如汽车突然在面前急刹车,或是收到一条令人不安的短信时——肾上腺素就会从肾上腺和大脑内部释放出来。肾上腺素(Adrenaline)与去甲肾上腺素(Epinephrine)是等效的分子。然而,在通常发生在清晨的 REM 睡眠中,尽管我们的大脑中正在上演各种离奇的幻觉和体验,这种与恐惧、恐慌及焦虑相关的化学物质却是缺失的。
这种化学环境的缺失被证明至关重要。它允许我们在没有恐惧和焦虑的情况下,去体验各种事物——无论是对现实发生过的事情的回放,还是对未发生之事的复杂扭曲。这种机制对于调整我们与清醒时所经历的挑战性事件之间的情感关系具有重要意义。这些挑战可能源于社交焦虑、高强度工作,或是对即将发生事件的担忧;例如,人们常会梦见考试迟到、在公共场合赤身裸体,或陷入其他令人困扰的境地。这些梦境几乎肯定发生在 REM 睡眠期间。
因此,REM 睡眠为我们提供了一个奇妙的阶段,使情感丰富的事件体验与实际的情绪反应发生解离(dissociated)。在化学层面,大脑阻断了我们产生实际情绪的路径。当然,这可能会让你们立刻想到:“那噩梦又是怎么回事?我做的噩梦带有强烈的情绪,有时甚至会在恐慌中惊醒。”
Nightmares
为了深入理解快速眼球运动(REM)睡眠,我们需要分别探讨两个关键点。首先,噩梦很有可能发生在慢波睡眠(slow wave sleep)阶段。事实上,某些药物(我不建议人们服用,甚至不愿提及它们的名称)会导致产生非常恐怖或怪异的梦境,使人感到被某种东西追逐,或者在被追赶时发现自己完全无法动弹。
这种在梦中感到瘫痪、无法移动且被追逐的经历,是一种非常普遍的噩梦形式。许多人倾向于认为这一定发生在 REM 睡眠期间,逻辑依据是:既然 REM 阶段身体处于生理性瘫痪状态,那么梦境中表现出无法动弹似乎顺理成章。然而,研究表明这种观点很可能是错误的。科学研究指出,由于去甲肾上腺素(norepinephrine)在 REM 睡眠期间是缺失的,因此在这一阶段产生强烈的、充满恐惧感的记忆或体验的可能性极低。
基于此,这类噩梦更有可能发生在慢波睡眠中,尽管在某些特定情况下,REM 睡眠中也可能出现噩梦。此外,另一种常见的体验是,人们在醒来时会对自己刚才所思考的内容感到极度的压力和焦虑。
When REM & Waking Collide
或者是你在醒来前那一刻正在梦见的内容。这是一个梦境状态侵入清醒状态的有趣案例。在你醒来的瞬间,肾上腺素(epinephrine)便恢复供应。目前,针对这一现象的研究尚未完全定论。
Sleeping While Awake
关于醒来时感到极度恐慌的经历,目前大部分的研究证据指向了一个方向:这可能源于你在睡眠中重现了白天遇到的困扰。在快速眼动(REM)睡眠期间,由于去甲肾上腺素(epinephrine)无法分泌,大脑中与恐惧和焦虑相关的回路处于关闭状态。这使你能够处理这些压力事件,但如果你突然醒来,体内会产生一股肾上腺素激增,这股激增的能量随即与刚才的心理经历耦合在一起。噩梦极有可能发生在慢波睡眠中,而醒来时的那种恐慌感,则很可能是REM睡眠中扭曲的思想和意象侵入了清醒状态。
这种在睡眠中经历的肌张力缺失(atonia),即身体瘫痪状态,确实可能侵入清醒状态。许多人曾报告过醒来时发现自己无法动弹的经历,这是真实的苏醒而非梦境。在意识完全清醒且感知清晰的情况下无法移动,这种体验是极其恐怖的。我个人也曾经历过这种情况,虽然通常在几秒钟内就能通过震动身体摆脱这种状态,但过程依然令人十分惊惧。
更有甚者,有些人在醒来时不仅处于完全瘫痪状态,还会产生幻觉。在学术界和科学界有一种理论认为,人们所描述的“外星人绑架”事件,其展现出的许多核心特征与这种睡眠瘫痪及幻觉的生理现象高度吻合。
Alien Abductions
许多关于外星人绑架的报告与这些睡眠体验高度相似。在大量的报告中,人们描述自己无法动弹、看到特定的面孔、产生强烈的幻觉,并感觉到身体在漂浮或被传送。这与“肌张力缺失”(atonia)侵入清醒状态的现象非常吻合,即个体在醒来时身体仍然处于麻痹状态。此外,这些经历中出现的幻觉也是梦境和快速眼动(REM)睡眠的典型特征。
当然,我并不是在断言人们所经历的外星人绑架事件并非真实发生,毕竟我当时并不在场。但从生物学角度来看,这极有可能是睡眠状态侵入清醒状态所导致的。这种状态可能持续几分钟或更长时间。由于在梦境中空间和时间是扭曲的,我们的感知可能会让我们觉得这些事件持续了数小时,而实际上它们可能只发生了片刻。稍后我们将详细讨论这种时空扭曲。
总结一下目前的进展:在睡眠早期的慢波睡眠已被证明对运动学习和细节学习至关重要。而快速眼动(REM)睡眠则包含特定的梦境成分。在REM睡眠期间,由于体内没有肾上腺素(epinephrine),我们无法感受到焦虑,且身体处于麻痹状态。这些梦境通常非常生动且细节丰富。然而,在REM睡眠中,学习的类型并非针对运动事件,而更多是关于情绪事件的“去学习”(unlearning)。现在我们明白了其中的原因:因为在REM期间,让我们产生强烈情绪感受的化学物质并不存在。
这一发现具有非常重要的意义。我们可以从两个方面来探讨这些影响。首先,我们应该思考:如果缺乏足够的REM睡眠会发生什么?一种经常发生且导致REM睡眠不足的情况如下——我将解释一个我个人非常熟悉的场景,因为这种情况经常发生在我身上,尽管我已经找到了调整的方法。
Irritability
通常我会在晚上 10:30 到 11:00 左右入睡,且入睡过程非常顺利,但随后往往会在凌晨 3:00 或 4:00 左右醒来。现在,我学会了使用 NSDR(非睡眠深度休息,Non-Sleep Deep Rest)方案,这能够帮助我重新入睡。尽管它被称为“非睡眠”深度休息,但它确实能让我的身体和大脑得到深度放松,使我往往能再次入睡并一直睡到早上 7:00 左右。
在这段后半程的睡眠中,我会获得大量的快速眼动(REM)睡眠。我之所以确定这一点,是因为我曾对此进行过测量,而且我的梦境往往非常强烈,这正是 REM 睡眠的典型特征。在这种睡眠模式下,我在前半夜完成了慢波睡眠(Slow Wave Sleep),而在接近清晨时获得了充足的 REM 睡眠。
然而,有时我无法重新入睡,可能是因为要赶飞机,或者是因为思虑过多。我可以明确地告诉你,而且你可能也深有体会:缺乏 REM 睡眠往往会导致人在情绪上变得异常易怒。它会让我们觉得,即使是那些微不足道的小事也变得难以招架。
Sleep to Delete
实验室研究明确表明,当人类被选择性地剥夺快速眼动(REM)睡眠时,我们的情绪调节往往会失衡。在这种状态下,我们容易将微不足道的小事灾难化,感到世界异常艰巨,甚至觉得无法按照预想的方式前进。更重要的是,如果没有 REM 睡眠,我们便无法“卸载”或忘却日常经历中的情绪成分,即便这些经历并非创伤性的。
REM 睡眠的另一个重要功能是回放特定类型的空间信息,即关于我们身处何地以及为何出现在那里的记忆。这与麻省理工学院(MIT)的马特·威尔逊(Matt Wilson)多年前发起的一系列卓越研究相吻合。研究显示,在啮齿类动物、非人灵长类动物以及人类的大脑中,REM 睡眠期间都会出现空间信息的回放。这种回放几乎精确地映射了我们在白天从一处移动到另一处时所产生的神经活动。
以现实生活为例:当你去往一个新地点,在城市或特定环境中穿行——这种环境不一定非得是城市规模,也可以是一栋新建筑、寻找特定的房间或是一次新的社交互动。如果你认为这些经历足够重要,它们会在几天后得到巩固,使你终生难忘;而那些无关紧要的信息则会被遗忘。在 REM 睡眠期间,大脑会字面意义上地重现你在白天导航时所产生的精确神经放电。因此,REM 睡眠深度参与了这些详细空间信息的生成与处理。
然而,REM 睡眠中究竟发生了什么?除了情绪的解耦(uncoupling of emotion)之外,最核心的过程是我们正在与特定的规则或算法建立联系。基于白天的所有经历,大脑开始推算并确定某些行为的重要性:例如,避开某些人或接近某些人是否重要;进入建筑物后,左转寻找洗手间等位置信息是否重要。这些关于事物、地点及其相互关联的宏观主题,共同构成了一个词——“意义”。在日常生活中,我们经历着各种琐碎的事物,而 REM 睡眠正是我们每个人将这些碎片拼凑起来并赋予其意义的过程。
Creating Meaning
意义的产生在于一件事物与另一件事物之间的关联性。例如,如果我突然告诉你,我手中的这支笔正在向我的大脑下载传递这些信息所需的全部资料,你可能会觉得我是一个非常古怪的人。这是因为在我们的常规认知中,笔并不具备向大脑下载信息的功能。但如果我告诉你,我是从电脑中获取信息并转述给你,你就会觉得这完全合情合理。这是因为我们对电脑、信息和记忆之间有着清晰且公认的关联,而对笔则没有这种关联。
虽然这听起来显而易见,但我们的大脑内部确实需要一套机制来巩固这些正确的逻辑关系,并确保某些错误的关联不会建立。研究表明,快速眼动睡眠(REM sleep)在这一过程中起着至关重要的作用。当人们被剥夺 REM 睡眠时,大脑会开始产生奇怪的关联,并倾向于将不相关的事物混为一谈或错误地归类。
我从个人的经历中也体会到了这一点。由于我不太擅长处理截止日期,经常需要熬夜赶工,在极度缺乏睡眠的情况下,甚至连“the”这样简单的单词看起来都像是拼错了一样。当睡眠不足时,事物会开始变得扭曲。我们已知,如果一个人被长时间剥夺 REM 睡眠,他们会产生幻觉,甚至在视觉上看到根本不存在的物体运动或逻辑联系。
因此,REM 睡眠不仅是我们确立情感负荷(emotional load)的关键时期,也是我们剔除所有无关意义的过程。从情绪的角度来看,许多过度情绪化或灾难化思维(catastrophizing)的本质,其实就是在任何地方都能“看到”问题。如果你开始理解大脑如何处理这些关联,就能明白为什么在缺乏 REM 睡眠时会发生这种情况。
Adults Acting Like Children
过度扩展生活经验之间的网络连接是不利的。为了维持健康的情感和认知功能,我们必须在不同事物之间保持相对狭窄的通道。例如,当我们在新闻中看到令人不安的消息时,感到不安是合理的;但如果我们开始对所有事情都感到困扰,觉得“每件事都在烦扰我”、“感到高度易怒”,或者认为“所有事情都在扭曲并困扰我”,这通常意味着我们未能有效地移除生活经历之间的意义连接。
这种移除能力的缺失,几乎总是可以追溯到快速眼动(REM)睡眠的匮乏。REM 睡眠拥有一种强大的能力,可以消除那些并不重要的意义。它的作用机制并非强化那些重要的意义,而是剔除那些无关紧要的意义。
这种机制与人类发育早期的状况有着惊人的相似之处。在发育早期,婴儿之所以无法产生协调的动作,以及儿童之所以会对成年人眼中的琐事(例如冰淇淋店关门了)表现出极大的情绪波动,甚至陷入崩溃,是因为他们的大脑拥有过多的连接。他们无法将“冰淇淋店关门”这类事件放入一个更宏观的背景中去理解。
大脑和神经系统的成熟过程,很大程度上就是通过消除事物之间的连接,从而使我们成为情绪稳定、理智且清醒的个体。REM 睡眠似乎正是我们解除不同经历之间潜在情感关联的关键环节。这揭示了 REM 睡眠与某些临床实践之间存在着根本性的联系。这些临床实践旨在消除过度情绪化,并帮助人们度过创伤或其他困扰。
Trauma & REM
创伤的形式多种多样,可能源于至亲的离世、发生在自己或他人身上的惨剧,亦或是整段童年阴影或某个特定事件。在你的思维与身体中,这些经历被感知并体验为恶劣、恐怖或令人忧虑的。
许多人或许听说过针对创伤的疗法,例如眼动脱敏再加工(EMDR,Eye Movement Desensitization Reprocessing),或是针对创伤的氯胺酮(Ketamine)治疗。氯胺酮治疗近期在美国已合法化,并已在临床中得到了相当广泛的应用。有趣的是,从核心机制层面来看,EMDR 和氯胺酮治疗都表现出与快速眼动(REM)睡眠极其相似的特征。
让我们首先探讨 EMDR。眼动脱敏再加工(EMDR)最初是由一位心理学家开发的治疗方法。
EMDR
弗朗辛·夏皮罗(Francine Shapiro)当时身处帕洛阿尔托。据传,她当时正在斯坦福大学后方的林间小径散步——这并非纯粹的巧合——并在脑海中回忆起一件令她困扰的往事。那是她个人生活中的一段经历。她敏锐地察觉到,随着脚步的移动,那段经历所带来的情绪负荷似乎减轻了,不再像之前那样强烈或严峻。
夏皮罗从这种“通过行走减轻压力感”的体验中进行了推论,并将其转化为一套应用于临床患者的实践方法。如今,这一疗法已得到广泛普及,并且是美国心理学会(APA)官方批准的少数几种用于治疗创伤的行为疗法之一。
在临床实践中,她要求患者在叙述创伤性或令人不安的事件时,双眼左右往复移动。由于是在诊所环境内,她去掉了步行的环节,仅保留了眼动部分。这很可能是出于对临床边界的考量:虽然与治疗师一同散步听起来很美好,但会涉及隐私保密问题——如果周围人多,患者可能无法敞开心扉;此外还有天气因素的限制,如遇风雨或冰雹,户外治疗便难以开展。
那么,为什么偏偏是眼动呢?尽管夏皮罗本人并未明确解释其中的深层机制,但我稍后会阐述,为什么在临床中选择这种侧向眼动(lateralized eye movements)是极其正确的决策。虽然这些动作看起来有些滑稽——为了演示,我也会做一遍——但其核心逻辑其实非常简单:患者只需坐在椅子上,让双眼持续地左右摆动。
Demo
在进行 EMDR(眼动脱敏与再加工)治疗时,患者通常并非在说话的同时移动眼睛,而是先进行 30 到 60 秒的左右眼动,随后再描述那个充满挑战的治疗过程。
作为一个同时研究压力课题的视觉科学家,当我第一次听说这种疗法时,坦白说,我觉得这简直不可理喻。每当有人向我咨询 EMDR,我都会认为这很荒谬。我曾查阅过关于 EMDR 机制的各种理论,其中一个观点认为它模拟了快速眼动(REM)睡眠期间的眼动,但事实证明这并非真相。另一个理论则称它能同步大脑两侧的活动;虽然观察双目视野两侧确实会激活视觉皮层,但现代神经科学正逐渐摒弃这种简单的“左右脑分工”或“脑区同步”的说法。
然而事实证明,Francine Shapiro 从散步体验中总结并引入临床的这种眼动,正是人类在空间中自主移动(如骑行、步行或跑步)时会产生的眼动。当你向前移动时,会产生与运动系统相关的、反射性的潜意识左右眼动。多项研究表明,这些侧向眼动能帮助人们将特定创伤的情绪体验与经历本身剥离或解耦。经过治疗,患者在回忆这些经历时不再感到压力,也不再将其视为创伤。虽然成功率并非 100%,但在多项研究中,其结果在统计学上均具有显著性。
尽管如此,EMDR 曾长期面临批评,我也曾一度认为这是一种缺乏明确机制、无法解释的“偏方”。但在过去五年中,已有至少五到六篇高质量的同行评审论文发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)、《神经元》(Neuron)、《细胞》(Cell)和《自然》(Nature)等顶尖期刊上。这些严谨的研究证明,这种侧向眼动(而非纵向眼动)能够抑制杏仁核(amygdala)的活动。杏仁核是负责威胁检测、压力、焦虑和恐惧的关键脑区。虽然并非所有形式的恐惧都依赖杏仁核,但它对恐惧反应和焦虑体验至关重要。
这一发现非常有意义。我们现在拥有了一个确凿的临床工具,证明左右侧向眼动确实能抑制杏仁核。其核心逻辑是利用眼动来抑制恐惧反应,然后重新叙述或重复该经历,随着时间的推移,将悲伤、抑郁、焦虑和恐惧等沉重的情绪负荷从创伤事件中解耦。理解这一点至关重要:我们无法让经历过创伤的人彻底忘记往事,但可以消除其情绪负荷,使其最终失去原有的负面效价。
需要说明的是,EMDR 对于单次事件或非常具体的重复性创伤(如车祸)最为有效,因为患者可以回忆起非常详尽的细节;而对于像整个童年阴影或离婚过程这样复杂的经历,效果则相对有限。因此,EMDR 并不适用于所有人,且必须在临床环境下由获得认证的专业人士操作。这种机制与 REM 睡眠有诸多相似之处:在 REM 睡眠中,我们的眼睛也在移动,且体内没有肾上腺素(epinephrine)来产生恐惧反应,但我们却在处理近期甚至很久以前的记忆。此外,目前备受关注的化学疗法——氯胺酮(Ketamine)治疗,也与 REM 睡眠中发生的某些过程有着显著的相似性。
Ketamine / PCP
很多人可能并未意识到氯胺酮(Ketamine)究竟是什么。氯胺酮是一种解离性麻醉剂,它与一种被称为PCP(苯环利定)的药物极其相似,而PCP对使用者而言无疑是一种危险的药物。氯胺酮和PCP的功能都在于干扰大脑中一种特定受体——NMDA受体(N-甲基-D-天冬氨酸受体)的活性。
这种受体位于神经元的表面。在大多数情况下,它并不处于活跃状态;但当某些极端情况发生,且作用于该受体的神经通路产生剧烈活动时,它就会开启,并允许分子和离子进入细胞。这一过程会触发一种被称为“长时程增强”(Long-term potentiation, LTP)的细胞机制。长时程增强意味着神经连接性的改变,使得在之后的情况下,神经元不再需要那种强度的刺激就能再次变得活跃。
进一步澄清其原理,NMDA受体是由“强烈的体验”所门控(gated)的。你可以这样理解:在通常情况下,我走进家门,可能会准备一些食物,然后坐在厨房的餐桌旁。
Soup, Explosions, & NMDA
设想这样一个场景:某天晚上你回到家,正准备享用一碗鸡汤,这时突然发生了一场剧烈的爆炸。此时,你大脑中与“厨房餐桌”和“鸡汤”相关的神经元会以一种不同于以往的方式被激活,并与这场爆炸的经历耦合在一起。这种耦合会导致在下一次,甚至此后的每一次你坐在餐桌前时,无论你对爆炸的起源表现得多么理性——也许你清楚那只是路过的一辆油罐车发生了意外,且今天并无危险——你依然会产生同样的生理反应:那些特定的神经元会变得活跃,导致你心跳加速、出汗等。
氯胺酮(Ketamine)的作用正是阻断 NMDA 受体,从而防止这种“交叉耦合”,即防止将爆炸带来的恐惧意义强加到“鸡汤”或“餐桌”的经历上。目前,氯胺酮正被临床用于阻断创伤后极短时间内的情绪学习。在一些急诊室中,氯胺酮已被作为储备药物。当人们遭遇极端创伤——例如亲眼目睹挚爱的亲人在自己驾驶的车祸中丧生——并被迅速送医时,医生可能会为其注射氯胺酮。这样做的目的是让情绪虽然产生,但抑制大脑神经线路的重组(即可塑性),从而防止强烈的情绪与该创伤经历紧密挂钩。
当然,这种做法涉及复杂的伦理问题,因为某些情绪理应与特定的经历耦合。此外,必须强调氯胺酮绝不能用于娱乐目的,它非常危险甚至可能致死;像苯环利定(PCP)一样,它会引起感知和行为的剧烈变化。在临床背景下,氯胺酮辅助治疗的核心在于剥离情绪。大众往往误认为它类似于赛洛西宾(Psilocybin)或某些 NMDA 相关实验,觉得它能让人变得更感性或更深入地接触某种体验,但事实恰恰相反:氯胺酮的作用是让人产生“解离感”(Dissociative),即从经验的情绪成分中抽离出来。
至此,我们看到了几种不同的干预方式:氯胺酮是一种通过化学手段阻断可塑性、切断情绪与经历联系的药理学干预;EMDR(眼动脱敏与再加工)则是通过眼球运动来抑制杏仁核,旨在让患者在重新叙述经历时去除情绪化;而 REM 睡眠(快速眼动睡眠)则是在生理层面发挥作用,此时大脑中负责传导强烈情绪信号的化学物质——肾上腺素(Epinephrine)被抑制,使得大脑和身体无法体验到剧烈的情绪。这让我们看到了一种组织逻辑:我们睡眠生活中的特定组成部分实际上正在发挥治疗作用,而这正是 REM 睡眠的核心意义所在。
Self Therapy
我们应当将快速眼动(REM)睡眠和慢波睡眠(Slow wave sleep)都视为至关重要的阶段。慢波睡眠主要负责运动学习和细节学习,而 REM 睡眠则负责将情感与特定的经历联系起来。此外,REM 睡眠还能确保情感不会与错误的经历挂钩;当情感反应过于强烈或严峻时,它还能帮助我们对这些反应进行“去学习”(unlearning)。
这一切都凸显了掌控睡眠的巨大重要性。无论是因为旅行、压力,还是由于学校作息或饮食计划的改变而导致生活出现干扰,我们都必须设法掌控并管理好自己的睡眠。从根本上说,对那些困扰我们的情感进行“去学习”,是让我们在生活中继续前行的关键。事实上,针对 REM 睡眠剥夺的研究表明,缺乏该阶段睡眠的人会变得过度情绪化,并开始产生“灾难化”思维。因此,睡眠障碍与如此多的情感及心理障碍高度相关也就不足为奇了。基于目前的科学事实,这种关联背后的逻辑已显而易见。
前几天,我与身在澳大利亚的同事莎拉·麦凯博士(Dr. Sarah McKay)讨论了这一话题。我与她相识已有二十载,当时她还在牛津大学。麦凯博士的研究领域包括更年期对大脑的影响。她提到,许多情绪上的……
Note About Hormones
更年期的某些影响实际上并非直接由激素引起。一些非常出色的研究表明,更年期期间体温调节的紊乱与睡眠调节的变化密切相关,而这种变化进而会影响情绪状态,并导致个体无法正确调节与情绪相关的神经回路。我鼓励大家去关注相关研究者的工作。我们未来可能会邀请她作为播客嘉宾,因为她在这些领域以及涉及不同染色体背景人群的睾酮相关问题上拥有极其丰富的专业知识。
因此,睡眠不足不仅仅是能量的匮乏或免疫功能的下降,它实际上是剥夺了我们每次入睡时进行的“自我诱导疗法”。虽然像 EMDR(眼动脱敏与再加工)和氯胺酮疗法属于临床治疗手段,但快速眼动(REM)睡眠则是你每晚入睡时为自己提供的天然疗法。这引出了另一个重要问题:如何获得以及如何判断自己是否获得了充足的 REM 睡眠和慢波睡眠。这正是我们接下来要讨论的内容,即一个人应该如何去获取适量的睡眠。
Measuring REM / SWS
想要了解自己是否获得了充足的慢波睡眠(SWS)和快速眼动睡眠(REM),如果不借助脑电图(EEG)设备,很难在每晚精确测量大脑的具体状态。如今,许多人开始使用 Oura 智能戒指、WHOOP 腕带或其他可穿戴设备来监测睡眠的质量、深度和时长。对许多人而言,这些设备确实非常有用。此外,还有一些人仅凭主观感受来评估睡眠,例如观察自己是否感到精力充沛,或者是否觉得自己在学习和技能提升上有所进步。
实际上,有一些切实可行的方法可以帮助我们评估。考虑到我之前提到的内容以及你可能听过的关于睡眠的常识,第一个发现可能会让你感到惊讶。哈佛大学本科生艾米丽·霍格兰(Emily Hoagland)曾在罗伯特·斯蒂克戈尔德(Robert Stickgold)的实验室进行过一项研究,该研究探讨了总睡眠时间的波动(variations)与学习之间的关系,并将其与总睡眠时间本身进行了对比。
这项研究的结论可以概括为:每晚保持睡眠规律性,其重要性要超过单纯追求总睡眠时长。换句话说,研究表明,学习能力的提升或受损,更多地与睡眠的规律性相关,而不仅仅取决于总时长。
Sleep Consistency
如果你连续几晚的睡眠时间分别是 6 小时、6 小时、5 小时和 6 小时,这种规律性其实优于那种波动剧烈的睡眠模式,比如一晚 6 小时、一晚 10 小时、一晚 7 小时,接着又只有 4 或 5 小时。你可能会觉得这不符合常理,因为普遍观点认为我们应该尽量多睡,且清晨会有更多的快速眼动睡眠(REM)。然而,研究表明,特别是在学习新信息和应对考试表现方面,限制睡眠时长的波动性(variation)至少与增加总睡眠量同等重要,甚至可能更为关键。
这一发现能为许多苦于“睡眠不足”的人带来极大的心理慰藉。我们需要区分疲劳(fatigue)和失眠(insomnia):疲劳通常指感到劳累,而失眠则往往导致白天的嗜睡感(sleepiness),即在不该睡的时候睡着。显然,这两种状态都不是我们想要的。但这项研究的数据明确指出:保持稳定的睡眠时长比单纯追求更长的睡眠时间更有益。
如今,许多人过度追求睡眠量,并为自己只能睡 5 或 6 小时而感到焦虑。虽然有些人确实存在睡眠剥夺并需要更多睡眠,但也有人的睡眠需求天生较低。以我个人为例,与其为了追求 8 或 9 小时的目标而导致睡眠时长在 5 到 9 小时之间剧烈波动,不如稳定地保持每天 6 到 6.5 小时的睡眠,后者的益处反而更大。研究中有一个非常震撼的数据:睡眠时长每波动一小时(无论这一小时是比平时多睡还是少睡),在特定类型的考试中,表现就会下降 17%。
这意味着我们应该努力追求规律的睡眠量。对某些人来说,这可能意味着入睡、醒来后再入睡;对另一些人则意味着醒来后无法再入睡。理想情况下,你应该在前半夜获得充足的慢波睡眠(slow wave sleep),并在接近清晨时获得充足的 REM 睡眠。关于如何获得更多的 REM 睡眠,首先要了解哪些行为会损害它,例如在临睡前摄入大量液体。
Bed Wetting
我们半夜醒来上厕所的原因之一在于,当膀胱充盈时,会触发一种神经连接。具体而言,这是一组特定的神经元和一套神经回路,它们直接通往脑干,从而将我们从睡眠中唤醒。事实上,我认识的一些人(在此不便透露姓名)甚至会利用这一机制来应对时差,通过这种方式在需要时让自己保持清醒。
产生尿意是人类所能经历的最具焦虑感的体验之一。如果你急需上厕所,那么无论是入睡还是保持睡眠状态都会变得异常困难。而幼儿中常见的尿床现象,本质上是这些神经回路尚未发育成熟的表现。通常我们认为婴儿在睡眠中排尿是正常的,但成年人则不应如此。这些回路的建立需要时间,且在不同个体间的发育进度存在差异,有些孩子会比其他人稍晚一些。
因此,膀胱充盈是干扰睡眠的一种方式。虽然你不应在脱水状态下入睡,但过载的膀胱确实会破坏睡眠质量。另一方面,有证据表明,如果你想更清晰地记住梦境,或者记住更多的梦境细节,有一个可以利用的工具(尽管我不一定推荐):那就是在睡前饮用大量的水。这样做会导致你的快速眼动(REM)睡眠变得支离破碎。实验室研究和睡眠日记的数据显示,在这种情况下,人们会因为整晚不断醒来而处于一种半意识状态,从而能够回忆起更多的梦境。
尽管如此,我还是建议睡前不要让膀胱处于充盈状态,这虽然显而易见,但确实非常重要。另一个相关的生理机制是,在快速眼动(REM)睡眠期间,我们体内的神经递质会发生转变,例如血清素(serotonin)的水平会下降。目前市面上有很多旨在改善睡眠的补充剂,我个人也曾尝试过其中的许多品种。
Serotonin
为了能够向大家提供反馈,我几乎尝试了目前市面上所有的相关补充剂。正如我在之前的节目中所提到的,当我服用色氨酸(tryptophan)或任何含有 5-HTP(血清素的前体)的物质时,往往会陷入极深的睡眠,但几小时后便会醒来。血清素是由色氨酸合成的,而这种“早睡早醒”的现象从睡眠生理学角度来看是合理的。在正常的睡眠周期中,我们并不希望在入睡初期就出现大量的快速眼动(REM)睡眠。
我当时经历的情况很可能是早期 REM 睡眠过多。通常情况下,低水平的血清素与慢波睡眠(slow wave sleep)相关,而这种慢波睡眠主要集中在前半夜。因此,尽管血清素补充剂对某些人可能有效,但必须注意它们可能会干扰 REM 睡眠与慢波睡眠的交替时序。以我的情况为例,补充血清素导致我在入睡后极短时间内就会醒来,并且随后难以再次入睡。
如果你希望增加慢波睡眠的比例,这确实是一个值得探讨的话题。目前已有一些非常有效的方法可以实现这一目标。其中,增加慢波睡眠比例最强有力的方式之一是……
Increasing SWS
要在不干扰睡眠和学习的其他组成部分的情况下增加慢波睡眠(SWS),一种有效的方法是进行抗阻运动(resistance exercise)。研究表明,抗阻运动能够触发一系列代谢和内分泌通路,从而促进生长激素(growth hormone)的释放,而这种释放通常发生在入睡后的早期阶段。因此,抗阻运动可以诱导产生更高比例的慢波睡眠。
这种运动并不一定要在临近就寝时进行。事实上,正如我在之前的节目中讨论过的,由于某些生理原因,过晚运动反而可能对部分人群的睡眠产生干扰。然而,与有氧运动不同,抗阻运动确实显示出能够增加慢波睡眠总量的效果。正如我们所知,慢波睡眠主要参与运动学习(motor learning)以及对精细细节信息的获取,而非针对一般性规则或经历中的情感成分。对于那些对清醒梦(lucid dreaming)感兴趣的人来说……
Lucidity
如果你希望增加清醒梦(Lucid Dreaming)的发生频率,虽然我目前无法追踪到开头提到的那种带有红光的设备,但原则上有一些无需任何技术的简单工具可供使用。其中一种方法是设置“线索”(Cue)。其运作方式是:针对你希望稍后在梦中看到或经历的事物,拟定一个简单的陈述。例如,你可以写下:“我想记住那个红苹果。”这听起来可能微不足道,但你应当将其写在纸上,甚至可以画一个红苹果,在睡前注视它,然后入睡。有报告指出,连续几天这样做可能会触发一种情境,使你在梦中突然想起那个红苹果。这在梦境与现实之间提供了一种“纽带”(Tether),让你能够导航、塑造并调整自己的梦境。需要注意的是,清醒梦并不一定包含改变梦境特征或控制梦中事物的能力;有时,它仅仅是指意识到自己正在做梦。
对于那些经历过频清醒梦并感到不堪重负的人,则需要采用相关方案来设定合理的睡眠时长。虽然相关文献有限,但有研究显示,将每晚的总睡眠时间控制在例如 6 小时,使睡眠的开始与结束正好处于超昼夜节律周期(Ultradian Cycles)的起止点,比在周期中途醒来效果更好。因此,请尝试找到适合自己的睡眠时长,并保持每晚的规律性。如果你是一个不喜欢清醒梦的清醒梦者,那么你应该确保自己在超昼夜节律周期结束时醒来。在这种情况下,睡满 6 小时后醒来要比睡 7 小时后醒来更好;如果你睡眠时间超过 6 小时,则可能需要达到 7.5 小时。因为这对应了 90 分钟周期的结束,而不是在周期中间被唤醒。
Booze / Weed
酒精与大麻(THC,大麻的活性成分之一)众所周知会诱导一种“类伪睡眠”(pseudo sleep-like)的状态。尤其是当人们在摄入酒精或THC后入睡时,这些物质会显著改变睡眠的性质。
酒精、THC以及大多数具有类似作用的物质——即那些会增加血清素(Serotonin)或GABA(γ-氨基丁酸)水平的物质——都会破坏正常的睡眠模式。它们不仅会干扰睡眠的深度,还会打乱整晚睡眠的整体序列,即前半夜较多的慢波睡眠(Slow Wave Sleep)与后半夜较多的快速眼动睡眠(REM Sleep)之间的平衡。这是一个不争的事实。
虽然在一些研究中,有证据表明使用精氨酸(Arginine,一种氨基酸)可能有助于增加慢波睡眠的量,但使用时必须谨慎,因为精氨酸可能对心脏等方面产生其他副作用。
总的来说,酒精和THC对睡眠质量和深度并无益处。尽管你可能会觉得摄入这些物质后能更快入睡,但实际上你所获得的睡眠并非那种应有的、深度的、具有修复功能的睡眠。当然,我在此并非建议大家服用任何药物,我既不是医生也不是执法人员,无意监管任何人的行为,我只是在陈述科学文献中的研究结果。
此外,对于那些想要探索梦境及其意义的人来说,虽然目前缺乏关于如何操作的硬性实验数据,但许多人反映,记录睡眠日记或梦境日记非常有帮助。通过这种方式,他们可以记录下自己认为入睡的具体时间。
Scripting Dreams
在记录梦境的过程中,许多人会在醒来时——无论是半夜惊醒还是清晨起床——立即写下他们能回忆起的梦境内容。即便在刚醒来时大脑一片空白,许多人也经历过这样的情况:在上午或下午晚些时候,关于梦境的记忆会突然涌现,这时他们也会将其记录下来。我曾坚持写过一段时间的梦境日记,虽然除了发现自己的梦境极其离奇之外,并没有从中获得太多实质性的启发,但研究表明,快速眼动(REM)睡眠与慢波睡眠中的梦境确实存在特定差异。通过观察梦境中的某些特征,我们可以判断该梦境更有可能发生在 REM 睡眠阶段还是慢波睡眠阶段。事实证明,区分这两者的关键特征在于一种被称为“心智理论”(Theory of Mind)的概念。心智理论实际上是一个关于……
Theory of Mind
“心智理论”(Theory of Mind)最初是为自闭症的研究和评估而开发的。这一术语由牛津大学的心理学家及神经科学家西蒙·巴隆-科恩(Simon Baron-Cohen)提出,他也是喜剧演员萨莎·拜伦·科恩(Sacha Baron Cohen)的哥哥。
心智理论测试通常在儿童身上进行,其过程大致如下:一名儿童被带进实验室观看一段视频,视频中另一个孩子正在玩某种玩具,玩完后将其放进抽屉并离开。随后,另一名孩子走进来四处寻找。此时,实验者会询问参与实验的真实儿童:“你认为那个孩子在想什么?他有什么感觉?”大多数五六岁或更大一些的儿童会回答:“他很困惑,不知道玩具在哪儿。”这类回答暗示了他们具备所谓的“心智理论”,即能够将自己的想法和心智代入到他人的感受或经历中。
事实证明,这是评估自闭症的手段之一。因为部分患有自闭症或有自闭症倾向的儿童并不具备这种心智理论。他们往往会固执于事实本身,即第一个孩子把玩具放进了抽屉,因此会回答“玩具在抽屉里”,而无法回答第二个孩子对此会有什么感觉或经历。心智理论在生命早期出现,是与情绪学习和社会交往相关的脑回路发育成熟的一部分。
我们在某些梦境中也会体验到这种能力。如果你对某个梦感到困惑或念念不忘,你可能会问自己:“在那个梦里,我是在评估他人的情绪和感受,还是完全沉浸在自己的第一人称体验中?”倾向性的规律是,心智理论最常出现在与快速眼动(REM)睡眠相关的梦境中。虽然这并非绝对定律,但如果你在梦中思考他人想对你做什么——例如思考他们追赶你或帮助你的意图,或者任何涉及他人情感体验的内容——那么这很可能是一个发生在快速眼动睡眠而非慢波睡眠中的梦。
考虑到 REM 睡眠在剥离特定生活事件的情绪关联(即情绪去学习)中的作用,这一点就不难理解了。REM 睡眠中充满了对各种情绪负荷的探索,无论是被追赶的压力,还是第二天要参加考试或迟到的焦虑。总之,如果你能回想起自己在梦中曾大量思考或感受他人的动机,那么该梦境极大概率发生在 REM 阶段;反之,则更可能发生在慢波睡眠中。
Synthesis
今天,我们深入探讨了睡眠与梦境、学习与遗忘。在此,我希望总结一些核心要点。在睡眠周期中,前半夜包含较多的慢波睡眠(Slow Wave Sleep)和较少的快速眼动睡眠(REM);而到了后半夜,REM 睡眠的比例增加,慢波睡眠则相应减少。REM 睡眠的特点是伴随着强烈的体验,但大脑中缺乏肾上腺素(Epinephrine),这使得我们能够在没有焦虑或恐惧的情况下处理信息。这种机制在将情绪与具体经历解耦的过程中起着至关重要的作用,本质上是我们每晚进行的自发性心理治疗。这与眼动脱敏与再加工(EMDR)以及氯胺酮(Ketamine)疗法等临床手段有着显著的相似之处。
相比之下,慢波睡眠对于运动学习和特定细节的记忆至关重要。简而言之,REM 睡眠负责处理情绪、宏观主题和意义,而慢波睡眠则侧重于运动技能的学习和细节的巩固。此外,睡眠的一致性具有极高的价值。相比于一晚睡 10 小时、次日 8 小时、随后减至 5 小时或 4 小时的波动模式,每晚固定保持 6 小时的睡眠效果更好。这种一致性不仅对健康更有益,而且比单纯追求增加睡眠时长更具可控性,因为对许多人来说,增加睡眠总量往往难以实现。
本集也标志着我们连续五集关于睡眠系列专题的结束。在这些章节中,我们聚焦于睡眠、睡眠状态的切换以及非睡眠深度休息(NSDR)。我们讨论了诸多实用工具,包括利用早晨和傍晚的光线、避免特定光照、使用防蓝光眼镜、补充剂,以及测量睡眠时长和质量的工具。至此,你应该已经掌握了大量的信息与手段,例如了解自己的体温最低点(Temperature Minimum)、掌握光照摄入的时机、调整进食时间,以及洗热水澡或冷水澡(尽管冷水澡常令人望而生畏,但确有其益处)的时机。通过这些知识,你将能够更科学地塑造和优化自己的睡眠生活。
Corrections
为了确保信息的准确性与清晰度,我需要对之前播客中提到的一些内容进行几项修正。
首先,有一位内分泌学家或对睾丸生理学有深入研究的听众指出,我此前曾提到睾酮是由睾丸的支柱细胞(Sertoli cells)产生的,而事实并非如此。实际上,睾酮是由睾丸的间质细胞(Leydig cells)产生的。我在此明确澄清:睾酮的合成源于间质细胞,而非支柱细胞。支柱细胞的功能是产生 5α-还原酶(5 alpha-reductase)、芳香化酶(aromatase)以及其他一些参与将睾酮转化为双氢睾酮(DHT)和雌激素的酶。非常感谢这一指正,这确实是我的口误。
另一项修正是关于体温的。我在之前的节目中曾提到典型体温为 96.8 华氏度,而我实际想表达的是 98.6 华氏度。这纯属我在快速叙述时产生的数字易位错误。虽然我并未被临床诊断为读写障碍,但在语速较快时确实偶尔会出现这种数字颠倒的情况,对此我深表歉意。借此机会我也想说明,正如我们在之前的播客中所讨论的主题,体温在昼夜之间会发生显著波动,因此很难定义一个绝对的平均体温。但为了严谨起见,我必须澄清,大多数人公认的标准平均体温应为 98.6 华氏度。感谢大家在这一探索旅程中与我同行。
Closing Remarks
在生物学领域,深入探索神经系统并试图理解那些塑造我们本质,以及决定我们在睡眠与清醒状态下如何运作的机制,确实是一幅宏大且令人惊叹的科学图景。我希望这些信息能让各位获益匪浅。一如既往,感谢大家对科学的关注与热爱。

