圖片來源@視覺中國
文丨學術頭條
眾所周知，搖晃嬰兒是一種哄嬰兒睡覺的最常見方式。同時，在長時間乘坐晃動的公交車時，人們也會昏昏欲睡。這種輕柔的機械振動刺激，往往會使人們更快地進入睡眠。但是，我們目前對機械振動如何導致人們快速入睡的背後機制尚不清楚。
作為生命科學與人類疾病研究的重要模型，果蠅的大腦與人類有著非常相似的發育和功能機制，因此通過研究果蠅的睡眠是如何調節的，可以了解到許多關於人類睡眠的知識。
在一項於 12 月 1 日發表在《細胞報告》（Cell Reports）的最新研究論文中，科學家們發現，機械振動更容易誘導果蠅進入睡眠，且在振動過程中的睡眠時間更長。以果蠅作為模型系統來了解潛在神經機制的更多信息，或許能為人類睡眠研究提供更多的幫助。
（來源：Cell Reports）
嬰兒搖籃現象並非偶然
早在 1927 年，感覺刺激如何促進睡眠的模型（也稱習慣模型）就已提出。該模型指出，習慣化在單調刺激的睡眠誘導中起著至關重要的作用，同時也揭示了反覆刺激的習慣化會降低喚醒感，並通過一種常見的機制增加睡眠傾向。
從本質上講，習慣性可以被視為使有機體忽略可預測的、不重要的刺激，從而使他們能夠專注於環境中顯著變化的過程。根據這種觀點，一旦有機體學會了忽略單調刺激，它們將不再有效地被誘導睡眠。
但是，最近幾年的研究表明，習慣化不僅僅是學習忽略不重要的刺激，還允許生物根據環境條件在替代行為之間進行切換。這種模型結合了最近的習慣化觀點，提出習慣化可以使生物體在單調刺激條件下選擇睡眠而非清醒。
而在論文提及的這項研究中，研究人員報告了機械感應可以刺激促進果蠅的睡眠。更重要的是，在連續振動中，睡眠誘導有所改善，並且振動誘發的睡眠表現出刺激特異性，這表明習慣化有助于振動誘發的睡眠。
振動可以誘導睡眠
論文作者之一、Vickie & Jack Farber 神經科學研究所和 Thomas Jefferson 大學突觸生物學中心的神經科學副教授 Kyunghee Koh 表示：「嬰兒喜歡被搖晃著入睡，但是這種現象背後的神經機制仍然是一個謎。我們希望將果蠅作為一個模型系統來研究機械振動刺激誘發睡眠的機制。」
研究人員發現，果蠅在振動中睡眠時間更長。睡眠的定義特徵之一是喚醒閾值的增加，在這項實驗中，研究人員使用了在正常狀況下會喚醒果蠅的光脈衝，結果發現這些光脈衝並未對果蠅的睡眠造成影響，表明通過振動誘導的睡眠對光脈衝的反應更弱。
此外，它們在振動後更加清醒。在振動期間，果蠅表現得好像睡得比它們所需要的多一些，這使果蠅們在之後睡眠較少的情況下也能很好地活動。
同時，通過一系列研究發現，振動誘導的睡眠與正常有規律的睡眠相似。此外，研究人員發現在振動過程中，果蠅獲得的額外睡眠取決於它們的遺傳背景以及振動頻率和振幅。在這一過程中，有多個感覺器官參與。
有趣的是，振動最初會讓果蠅比平時更活躍，但隨後逐漸使它們進入睡眠狀態。此外，當反覆經歷幾次振動後，入睡的能力也會提高，這意味著習慣化是一種簡單的學習方式。「隨著時間流逝，果蠅會感覺到振動並沒有威脅，這降低了它們對刺激的反應，否則這些振動會使它們變得更加警覺。」 研究人員解釋道。抑制警覺性似乎是振動誘發睡眠所必需的因素之一。
研究人員表示，目前還不清楚類似的機制是否會在人類中起作用。但是，他們認為，「進一步的研究可能會幫助我們開發和優化感官刺激，以作為人類的睡眠輔助手段。研究結果表明，在幾個療程中針對性為每個個體設置刺激參數是有價值的。」
該團隊的目標是，使用果蠅作為模型系統來了解有關潛在神經機制的更多信息，他們計劃識別參與該過程的果蠅大腦中的特定神經元，並確定振動引起的睡眠功能是否像正常睡眠那樣起到增強記憶和延長壽命的作用，以及對視力、嗅覺等感官功能進行重複刺激是否也可以引發睡眠。
附：10點科學入睡的建議
無疑，充足的睡眠有益於改善心臟健康，減輕日常壓力，改善記憶力，甚至有助於減肥。但是，我們並不能每天都按照上述研究中提到的振動方式入睡。
如何才能更快入睡？不妨按照以下 10 點科學建議試一試。
養成固定的睡眠習慣。無論是工作日、周末或節假日，每晚在固定的時間入睡，有助於建立良好的生理時鐘（Internal Sleep/Wake Clock），並降低入睡所需的時間。保持運動。運動的確可以舒緩焦慮、抑鬱等情緒，而有運動習慣的人，也的確相對較少出現睡眠問題.晚餐應注意飲食。每天下午 3 點後避免進食或飲用含有咖啡因的食品，比如咖啡、茶、汽水及巧克力。同時，要在睡眠前幾個小時進食晚餐，且晚餐應為一天中最輕量的飲食。不要吸菸。有研究表明，非吸菸人士在經過一整晚睡眠後，得到充份休息的感覺會高出吸菸人士 4 倍。晚上不要喝酒。酒精會破壞睡眠模式及有助人們於早上感到精神的腦波。酒精幫助入眠亦是不建議的做法，因為酒精雖然可使人較快入睡，但與安眠藥一樣也是會成癮的。晚上少使用電子產品。研究證明，電子產品屏幕的藍光及強光會對大腦產生刺激，如果日落後或睡覺前一直使用電子產品，便會令大腦誤以為仍在白天，導致難以入睡。擁有一個安靜的睡眠環境。研究發現，53％ 的寵物主人在與寵物一起睡覺時，睡眠都會被中斷。每個人都應有自己的睡眠空間，避免睡眠時被外界因素打擾。房間溫度要適中。適中的溫度比過熱的溫度更有利於睡眠。美國國家睡眠基金會（NSF）建議，臥室溫度應該保持 18.3°C 左右，這樣有助於更快入睡，甚至睡得更香。保持漆黑的睡眠環境。睡眠時應儘可能保持臥室環境漆黑。因為燈光會誤導大腦對起床時間做出錯誤判斷，即使是手機或電腦發出的少量燈光，也會擾亂褪黑素（有助管理睡眠周期）產生，進而影響整體睡眠質量。床只用來睡覺。床只是睡覺，而不是工作、進食或收看電視的地方。如果半夜難以入睡，可以嘗試閱讀或冥想來增強睡意。由於每個人的生活習慣和個人體質不同，以上 10 點建議僅供參考。不過不妨試一試，畢竟擁有一個良好的睡眠質量，會讓我們在白天的工作和日常活動中，面容顯得更精神，工作效率也更高。
相信隨著未來科學技術的不斷進步與發展，我們最終可以擺脫失眠的困擾。
參考資料：
https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)31451-0
https://www.healthline.com/health/natural-sleeping-remedies#change-diet