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睡眠的终结

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:睡眠是一种普世行为,但睡眠的方式大相径庭。在睡眠行为上,不同物种之间的差异就很大。人类的睡眠包含数个90分钟的大脑活动周期。任何对抗睡意的“治疗”都必须瞄准大脑的前额皮质。100年的剥夺睡眠研究只是证实了一个老生常谈:睡眠不足会让人犯困。既然亢奋药无法代替睡眠,睡眠革新者的新口号变成了“效率”,即在更短的时间内浓缩睡眠的所有功能。

文/杰萨·盖博 译/陈赛 摄影/Frank Van Der Salm | By Jessa Gamble/Translated by Chen Sai/Photograph by Frank Van Der Salm

Annex(2003)

伟大人物睡得少,而睡得多被视为懒惰和失败的标志

工作、朋友、锻炼、育儿、吃饭、读书——奈何一天时间总是不够。为了活得更充实,很多人选择从睡眠中压榨时间,然后第二天补上。对生活的渴求令我们恨不得大幅缩减——如果不是彻底消灭——对睡眠的需求。这并不奇怪:如果有一种疾病剥夺我们三分之一的有意识的生命,关于这种疾病的治疗研究一定能得到不菲的资助。这是睡眠研究者的圣杯,而且他们很可能已经很接近了。

就像大部分的人类行为,我们很难分辨睡眠到底是一种生理需求,还是文化构建。独自一人或两个人躺在一张柔软舒适的床上睡上8个小时,对人类而言其实是一种非典型行为。很多传统社会的睡眠更加随意,可能一整夜都夹杂着零星的社交活动,比如当有什么有趣的事情发生时,人们就会爬起来看看,或者聊着聊着突然睡过去了,这是一种礼貌的结束争论的方式。睡眠是一种普世行为,但睡眠的方式大相径庭。

在睡眠行为上,不同物种之间的差异就很大。食草动物睡眠远比食肉动物少——大象每天只睡4个小时,而狮子差不多每天要睡20个小时——大概是因为狮子需要更长的时间喂饱自己,警觉是自然选择的结果。人类是杂食动物,睡眠长度介于二者之间。作为人体的主时钟,昼夜节律帮助我们预测日常环境周期,并按照时间线安排各个器官的运行,使它们不至于互相干扰。

我们的内部时钟是基于一种化学振荡——一个细胞层面的回馈回路,每24小时一个周期,由眼睛后方的一簇脑细胞负责监控(临近视神经的交叉点)。即使身处没有任何光线或者时钟的黑暗洞穴里,我们的身体仍然基本保持24小时的间隔安排。这种隔离状态叫做“自由运行”,我们知道它是内部驱动的,因为我们的身体时钟的运行要稍慢一点。如果没有光线对身体时钟加以重置,我们每天都会晚几分钟醒来。这一根深蒂固的周期存在于每一个已知的多细胞生物体体内,就像导致这一现象的地球自转一样——和相应的昼夜周期——一样无可避免。

人类的睡眠包含数个90分钟的大脑活动周期。当一个人醒着的时候,他的脑电图很复杂,但一旦入睡,脑电波会逐渐变慢,从第1阶段(放松)和第2阶段(浅睡眠),渐渐进入第3阶段和深度睡眠。这一修复性阶段之后,大脑会经历一段“快速眼动睡眠”(REM)的活跃状态,与清醒时的大脑活动状态非常相似。如果一个人在这个阶段醒来, 就会说自己正在做梦。

关于睡眠剥夺最有价值的研究成果是个人差异性的清晰呈现——有些人一夜不睡之后各项表现更好,有些人则一缺觉就萎靡不堪。而且,这种差异似乎基于一些为神经递质受体进行蛋白质编码的基因变种,这意味着人们很可能很快就能根据个人的基因类型来量身定制兴奋剂的种类和剂量。

新千年之交,每24小时要有三分之一的时间用于睡眠的生理规律开始显得老套和不必要。就像避孕药将性从繁衍后代中剥离出来一样,亢奋药物似乎在一步步让我们远离动物王国的陈旧需求。

任何对抗睡意的“治疗”都必须瞄准大脑的前额皮质。大脑的执行性功能尤其容易受到睡眠剥夺的侵害,睡眠不足的人更可能孤注一掷,做出新奇而富想象力的决定的可能性更小,制定行动计划的能力也受到影响。当下市场上销售的莫达非尼(modafinil)、阿莫达非尼(armodafinil)等亢奋药能有效的恢复这些大脑功能,并能高效对抗睡眠缺失导致的负面效应。在连续60小时不睡的过程中,每8小时服用400毫克的莫达非尼就能让一个人的能力迅速达到休息后的水平,从完成枯燥任务的体力,到解决复杂问题的创造力。它会减轻一个人因为太困而导致的冒险倾向,并使他的陈述性记忆(事实或者个人经历)和非陈述性记忆(习得性技能或者下意识的联想)恢复到正常状态。

莫达非尼尽管效果惊人,但其实相当于20毫克的右旋安非他命或者600毫克的咖啡因(相当于6杯咖啡)。咖啡因的代谢半衰期更短,而且每4个小时得摄入一次,但好处在于普遍且廉价。

对于经常靠能量饮料熬通宵写论文的大学生而言,这些亢奋药的功能(帮助人们维持长时间的专注性工作)没什么好惊奇的。对一个服用安非他命的人来说,更具挑战性的测试是接听祖母打来的电话。设计一种提高专注力又不至于“隧道化”(即仍然能与更广阔的外界环境沟通,从而做出微妙的社交决定)的亢奋药是很难的。易怒和急躁不利于团队交互和社交技巧,但这些微妙之处在药物研究过程中经常被作为不可靠的自我陈述数据而忽略掉。在缩减睡眠的早期药物研究中,这些问题就很大程度上被忽略了。

加拿大国防研究及发展机构(Defence Research and Development Canada)设计了一个精巧的实验范式,终于使这一问题得到重视。1996年,国防心理学家马丁·泰勒招募了一批志愿者,两人一组,每人都发一张地图,其中一张标有路线,另一张则没有。拿到有标注的地图的人必须准确地描述路线,好让他的搭档在另一张地图上复制出来。与此同时,研究者在监听他们的对话。对照组的志愿者通常以问题的形式介绍地图上的标注:“你看到环岛西边的公园了吗?”而服用莫达非尼的志愿者则往往忽略这些需要反馈的询问,而代之以粗鲁生硬、非问题式的指示,比如:“从环岛西出口出来,到公园左转。”他们的对话更加简短,画出的地图也没有对照组准确。而且,莫达非尼会让人高估自己的表现:服用了莫达非尼的实验对象不仅表现更差,而且往往意识不到这一点。

亢奋药缩减睡眠的效果之所以令人失望,一个很重要的原因是我们并不真正理解为何要睡觉这个问题。100年的剥夺睡眠研究只是证实了一个老生常谈:睡眠不足会让人犯困。反应迟钝、信息处理能力降低、注意力涣散都是犯困的表现,但最可靠的指标是入睡潜伏期缩短,或者说,当躺在黑暗的房间里时更倾向于迅速入睡。这是一个令人颇为恼火的结论:睡眠的主要功能是让我们在白天维持清醒。

既然亢奋药无法代替睡眠,睡眠革新者的新口号变成了“效率”,即在更短的时间内浓缩睡眠的所有功能。美国国防部先进研究项目局(DARPA),一个军方研究机构,在这一领域是先驱者,他们将整夜睡眠压缩成短短的几个小时,基本上让你倒头就睡,把睡眠时间集中在最具恢复效果的几个阶段。一个士兵即使每天只睡几个小时,也能在执行任务时保持认知与生理的最佳状态。

南希·维森斯顿是马里兰州沃尔特里得陆军研究所军事精神病学和神经科学研究中心的一位心理学家,她的一项工作是寻找一种能让士兵们维持更长作战状态的方法,消减急性或慢性睡眠剥夺的副作用。她认为个体的睡眠应该被视为一种重要的资源,就像食物和能源一样。在与海军陆战队一起工作时,她并不试图制造一个永远不睡的超级战士,人总得睡觉,但战场确实需要士兵长时间保持清醒与警觉。

美国陆军和空军在采用亢奋药一事上都有悠久的历史——他们最早在24小时空战中使用莫达非尼和右旋安非他命,美国海军陆战队则拒绝任何形式的药物干预。和维森斯顿一样, “先进脑监控”公司(Advanced Brain Monitoring,美国国防部先进研究项目局的研究伙伴之一)联合创始人克莉丝·贝卡告诉我她对亢奋药是否真的有用持谨慎态度,“时不时会有一种新的亢奋药出现,效果不错,吸引了不少人的兴趣,但之后就没任何消息了,因为它也有局限性。”

几次失败的空军任务让人们注意到安非他命引起的妄想症的危险。1992年美国空军开始禁用安非他命,但不到10年又悄悄引入了“抗睡丸”,用于阿富汗战争期间的战斗飞行员身上,让他们能长时间的执行任务。2002年4月17日,哈里·施密特少校,一位王牌战斗机飞行员驾驶一架F-16战斗机飞过坎大哈上空,下方的加拿大士兵当时正在演习,指挥员告诉施密特不要开火。但这位飞行员以为自己正遭到攻击,他开了火,导致四名加拿大士兵丧生。友军火力误伤事件让当事人进了军事法庭,但是在媒体上,受审的却是药物。

先进脑监控公司以军事人员为目标开发了一种名为“索姆尼奥睡眠训练器”(Somneo Sleep Trainer)的面罩,能让人在移动的睡眠环境中抓住1到2个小时的时间进行战略性小睡。这个面罩能屏蔽环境噪音和视觉干扰,并在眼部周围安有加热装置——有研究发现,给脸部加温有催眠效果。当闹铃快响时,面罩还会发出蓝光,抑制脑内褪黑素的分泌,好让人醒来后不那么眩晕无力。

理想状态的睡眠包含多个60-90分钟的周期,从短波睡眠到快速眼动睡眠,再到短波睡眠,周而复始,但20分钟的小觉则完全是为了让人尽快进入第二阶段。索姆尼奥面罩的理念就是从第一阶段(对睡眠者益处不多的入口阶段)迅速进入第二阶段(至少能休整疲乏的肌肉,恢复警觉性)。

对圣地亚哥附近彭德尔顿军营的海军陆战队队员来说,4小时,甚至不足4小时的睡眠是严苛的基本训练和高级训练项目之一。作为一项磨练性格压力源,一夜又一夜的睡眠剥夺是一种个人耐力的测试,但正如维森斯顿所说,这与他们的其他训练其实是背道而驰的,比如在一个月内学会如何安全操控枪支。贝卡同意这一观点。“我们早已证明了慢性睡眠剥夺的累积效应,对学习和记忆都有影响。”先进脑监控公司的大脑监控设备在军营进行了28天的测量,发现睡眠剥夺对训练新技能有害无益。给几十个受训者配备夜视镜,训练他们分辨敌友,这可不便宜——还要给他们发薪水。

索姆尼奥面罩只是让士兵保持意识清醒的诸多尝试之一。另一种方法涉及膳食补充,比如欧米茄-3脂肪酸,一种鱼油提取物,能让士兵在48小时内不眠不休的执行任务——还能增强他们的注意力和学习能力。可以想见,以后还会有更多的营养补充剂进入海军陆战队的伙食配给之中,问题是我们不知道屏蔽短期睡眠剥夺症状的措施是否同样有助于防止它的长期积累效应。大量的文献资料警告我们,常年缺觉会导致肥胖、病弱以及愚蠢。而且,与昼夜节律失调这一风险因素相关联的疾病越来越多了。

索姆尼奥面罩和营养补充剂——或者说,黑暗与饮食——都是某种形式的“睡眠保健法”——一系列优化健康睡眠的行为习惯。它们能缩短一个人夜间休憩的时间,但仍然达到8小时标准睡眠的效果。但“人类增强运动”(human enhancement)的拥护者们从来不满足于“标准”。热衷于打破极限的科技先锋将想尽一切办法彻底摆脱睡眠的需求。

查尔斯·奇普·费雪,一位来自纽约的创业者,坐在一个装满书的书柜前,双手交叉合拢,准备为自己的产品进行网络宣讲。他面前有一张抛光暗木桌子,上面摆着一台设备,由一个电源给两个海绵状的黄色球体供电。开始录制在线指导视频了,费舍尔将海绵塞入一个盛水的玻璃杯中,然后将滴水的海绵卷在鬓角上方的头巾下面。设备开始联通,费舍尔对着摄像机平静地眨了眨眼,此时电脉冲已经进入他的颅骨中,到达大脑前额皮质区域。与市场上那些推销给冲动型购买者的冒牌货不同,他的设备早在1991年就得到美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,在治疗失眠症以及其他病症方面疗效十分惊人,属于人类对抗睡眠之战的新型武器的一部分。

查尔斯·费雪是位于纽约麦迪逊大道的费雪·华莱士实验室的总裁。自真空管黄金时代以来,他的家族企业就专注于消费电子行业,彼时他父亲的公司就专门售卖“费雪牌无线电收音机”。他的产品宣讲包含了深夜档电视购物节目的所有特征——客户评价、退款保证、哥伦比亚电视台中档节目水平的剪辑——一切令理性购买者避而远之的推销手段。费雪从索尔和伯纳德·利斯两兄弟(两人都是麻省理工学院的电气工程师)那里获得了一个经颅刺激设备的专利。他将人体视为一个材料的集合,一些组织更具导电性,另一些则比较绝缘。“为了让电流刺穿骨头和头颅,我们需要更高的载波频率,约15,000赫兹,由500赫兹和15赫兹两种频率组合而成”。费雪告诉我,“光推导出这两个数值就花了我们8至12年。人体会受到0和40赫兹之间频率的影响。”治疗失眠症对费雪来说是最大且增长最迅速的市场。一些患有顽固型失眠症的患者愿意付出一切,只为了能睡上一会儿。

在睡眠效率和认知增强领域,经颅直流电刺激(tDCS)是一项颇有前景的技术。穿透颅骨最薄处,对背外侧前额叶皮质施加交流电,几乎拥有和电痉挛疗法(ECT)一样神秘的效果。电痉挛疗法也称“休克疗法”,因过度滥用而一度声明狼藉,肯·凯西的小说《飞越疯人院》(1962)以及1975年改编的电影里都有所体现,但它在缓解重度抑郁症方面确实效果惊人。至于它背后的治疗机制究竟如何,我们其实并不太了解,即使今天的电痉挛疗法已经变得更温和,也更具针对性,但因为担心副作用的影响,一般也只作为药物治疗失败后的最后一招。与电痉挛疗法不同的是,经颅直流电刺激的电流十分温和,不至于直接导致神经元放电,但足以轻微改变神经元的偏振,从而降低其放电的阈值。

安在两侧发际线处(与太阳穴齐平)的电极会制造轻微而短促的刺痛感,之后便不再有任何不适之感。“我们利用这种刺痛感来创造虚假范式,” 美国空军人类效率研究指挥部(US Air Force’s Human Effectiveness Directorate)的安迪·麦金莱告诉我。“对照组只接受几秒种的刺激——不足以造成任何认知上的影响,但足以在他们的皮肤上制造同样的刺激感。”在半小时的真正治疗之后,实验组成员变得精力充沛,全神贯注。他们以双倍的速度学习了视觉搜索技巧,随后的睡眠——只要不是在刺激治疗之后直接入睡——则变得更沉,清醒周期更短,深度睡眠时间更长。哥伦比亚大学医学院精神病学教授理查德·布朗建议用这种方法治疗失眠症,每天一次,两周一个疗程。这种疗法的机理很可能在于其抗焦虑作用:服用过赞安诺和安定(两种抗抑郁药物)的患者形容他们做完经颅直流电刺激后的感觉“就像服药一样,但大脑十分清醒”。

目前为主还没有发现这种技术对大脑的负面作用,美国食品药品监督管理局(FDA)也批准了一些设备,比如费雪·华莱士刺激仪等,用于无人监督的家庭使用,但长期效果究竟如何仍为未知。哈佛大学医学院的神经学家苏鲁什·扎吉正在进行临床实验,想搞明白该技术背后真正的医学机理。到时候,潜在危险将会更容易被发现。

杜克大学的神经学家则在研究另一种略微不同的技术——经颅磁刺激(TMS),能直接诱发神经元放电。他们已经能够人工诱导出慢波振荡,即深度睡眠过程中出现的每秒一次的大脑波动。瞄准头皮顶部的一片中心区域,低频率脉冲到达产生慢波睡眠的神经区,之后传播到脑部其他区域。索姆尼奥面罩让佩戴者快速进入浅睡眠,而经颅磁刺激设备则可能让我们直接进入深度睡眠,只要按一下按钮就行。对睡眠周期的全面控制能最大化慢波睡眠和快速眼动睡眠的时间,即使睡眠时间减半,仍能确保体力和脑力的充分恢复。你的四个小时相当于别人的八个小时。想象一下吧,每周可以多读一本书呢——时间很快就会积少成多。

问题在于,我们会不会因为这个理念太过怪异而无法接受?是否会让我们对其敬而远之?如果我们的社会拒绝缩减睡眠,绝不是因为生理原因,而是文化的问题。睡眠之战与关于人类增强运动的争论有着千丝万缕的关联,因为8小时完整睡眠是终极的认知增强剂。昏昏欲睡与精神涣散往往难以分辨,而市面上许多基于药物的认知增强剂都是同时针对这两种问题。如果我们不用睡觉也能拥有睡觉带来的恢复性功能该有多好!我们之所以要关闭有意识的自我以进行日常维护,其中一个原因是我们的视觉系统过于贪婪。葡萄糖代谢是一场零和博弈,而功能性核磁共振的研究发现了睡眠期间一个完全不同的葡萄糖代谢模式——大脑某些区域只能在清醒状态或者睡眠状态被激活,而无法在两种状态下都被激活。当我们闭上眼睛睡觉的时候,很大一部分的有效能量得以释放。就像大多数飞机必须着陆后再加油一样,我们必须通过睡眠来修复我们的大脑,为第二天做准备。所以,睡眠技术如果还想再往前推进一步,就相当于在空中加油,以延伸单次飞行的范围(白天清醒的时间)。

这些尝试可能会遭到来自某些文化的强烈抗拒,因为他们认为“自然的”才是最好的。对于何为正常范围的认知决定了何种人类增强技术在医学上是可接受的,一旦超过这个范围,在伦理上就会有很多争议。事实上,钟形曲线(译注:描述科学观察中量度与误差两者的分布的曲线,又名正态曲线)在历史上已经发生了巨大的变化,我们口口声声要维持自然睡眠模式,但自从人造光源的发明使每个室内环境都变成了永恒的五月午后,这种说法早已没有意义了。

我们当下的睡眠习惯绝非“自然”的。人类祖先的睡眠模式会很难融入现代生活。20世纪90年代,马里兰州美国国家心理卫生研究所的精神病学家托马斯·维尔做过一个实验,他让实验对象完全按照自然光照的变化进行生活作息,结果发现他们的睡眠节奏非常复杂。志愿者们日初即醒日落而息,午夜时分还出现了一种“反小睡”的模式——在两个小时安静的休憩过程中,他们的催乳激素水平却在飙升。这一发现得到了前工业化时代历史记录的支持:近代早期的英国家庭大都遵循“第一睡眠”和“第二睡眠”的习惯,两个阶段之间的时间则用来祈祷或与家庭成员进行社交。

在上世纪90年代的获奖作品《西班牙乞丐》三部曲中,美国科幻作家南希·克雷斯构想了一个反乌托邦的世界,在那个世界里,基因改造已经变得稀松平常,其中一个“基因模型”——由一所实验室里随心所欲的天才儿童炮制——彻底消灭了睡眠,那些“无眠者”不仅没有出现副作用,反而拥有了更高的智商和情商。但是,它的副作用是社会性的——技术的不公平分布导致了社会的分裂,永远高效的“无眠者”精英统治着大部分需要睡眠的“生活者”。克雷斯颇有先见之明地预见到了一个“神经科学整形术”(宾夕法尼亚大学神经科学家罗伊·哈密尔顿)时代的到来及其道德意涵。为了适应这个新时代的需求,我们将不惜改造自己古老的大脑。

如果经颅直流电刺激(tDCS)之类的技术被证明是安全、而且广泛可行,它们将代表人类长寿的另一条路线——将我们有意识的生命延长50%。许多人十分珍惜在床上度过的时光,但其实我们无法有意识地体验大部分的睡眠时间——如果能缩减睡眠时间而又不造成过度疲劳,除了那些新多出来的夜间时光,我们几乎注意不到其中的差异。寿命统计通常要根据生病的时间加以调整,却很少将人类终极的衰弱考虑在内:意识的缺失。现在,以150%的效率生活的可能性近在眼前,但我们有足够的勇气来选择这种生活吗?

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