今天是國際睡眠日,來個睡眠科普專題吧!
為什麼我們會認床?
駱宛琳 文
臺大科學教育發展中心
在新地方過夜時,很多人常常第一晚睡不太好;半夢半醒的睡眠的痛苦,只有認床的人才懂。
因此,研究睡眠的科學家在設計跟睡眠有關的實驗時,首先得讓受試者先習慣實驗場所的睡眠環境。在正式實驗開始前,提前熟悉一兩夜,讓參與實驗的受試者習慣一下,以免幹擾實驗結果。
▎睡覺時「睜一隻眼閉一隻眼」?
為什麼人們會「認床」而無法完全入睡呢?其實在陌生環境裡半夢半醒的睡眠狀態,在鳥類與海洋哺乳動物裡是屢見不鮮。
如果周遭的環境讓這些動物倍感威脅,牠們會名副其實的「睜一隻眼閉一隻眼」。這些動物在睡覺的時候,只有一半的大腦在休息,另一半的大腦則保持警醒的狀態,以便對周遭環境裡的突發狀態能實時做出反應。
1999年,印第安納州立大學的Charles Amlaner教授發現,當鳥群一起休息時,睡在最外邊的鳥,會自動擔負起只睡半邊大腦的「守夜」角色。
Amlaner博士讓一群鴨子排排站睡覺;在隊伍前端、隱蔽性比較好的鴨子睡著時,兩隻眼睛都閉著。但睡在隊伍尾巴、最靠外邊的鴨子,不僅只有半邊大腦在休息,也都會把睜著的那隻眼睛朝向天敵可能入侵的方向。
以前認為,這種「只睡一邊大腦」的狀態是鳥類與海洋哺乳動物特有的情況。那麼。這會跟人類認床的背後神秘機轉有所關聯嗎?
美國布朗大學的佐佐木勇香博士,自小在日本長大,對日本俗諺裡說換了枕頭就睡不好,既感同身受又想要一探背後生理潛在機制的秘密。
佐佐木博士於是利用最新儀器,對受試者在陌生環境裡第一晚與第二晚的睡眠,同時進行結構性核磁共振造影掃描、腦磁圖,和睡眠多項生理檢查,收集相關數據,尤其著重在慢波睡眠的資料分析。
慢波睡眠是非快速動眼期睡眠的一環,常被拿來當做深度睡眠的指標,也被發現是睡眠之所以能夠強化記憶的幕後推手。
佐佐木教授發現,受試者在新環境的第一個晚上,出現的慢波睡眠跟鳥類在不安全的環境裡的數據很類似,左右腦出現了數據不對稱的情況。
左半邊大腦「睡」得比右半邊大腦要淺許多,而且,不對稱的程度跟受試者感受到自己「認床」的程度成正比。
而這種只睡半邊大腦的狀態,到第二天晚上的時候,當睡眠環境對受試者而言不再是全然陌生時,就觀察不到了。
▎大腦的「預設模式網絡」
佐佐木博士的研究團隊進一步發現,兩邊半腦睡眠不對稱的狀態發生在大腦「預設模式網絡」底下(Default modenetwork;常簡寫做DMN)。
大腦的預設模式網絡曾被形容是大腦的暗能量。當大腦沒有在執行某一特定任務的時候,我們並不會就因此把大腦內開關關掉,而是會開啟類似自動導航模式的預設模式網絡,讓大腦內各個皮質區域之間,仍然能保持交流。
例如:當我們在做白日夢,人在魂不在的時候,就是大腦預設模式網絡活躍的時候。而當我們在新環境裡入睡的第一晚時,大腦的預設模式網絡,就呈現右半睡左半醒的不對稱狀態。
更有趣的是,只睡右半邊的大腦,也會影響受試者對外界刺激的反應強度。
在第一晚時,當受試者進入慢波睡眠之後,如果研究人員在受試者的右耳製造聲響,或在左耳邊弄出聲音,超過九成的受試者都會在聲音靠近右耳的刺激下驚醒。
這顯示,管左邊耳朵的右邊大腦,果真比管右邊耳朵的左邊大腦要「睡」得沉。佐佐木博士認為,「睡」得較淺的左邊大腦,或許能讓我們在陌生的環境裡,還能夠保持一定的警覺性,算是長長的演化路程在我們身上留下來的一點點印跡吧。
不過,佐佐木博士的研究團隊,只有分析睡眠周期裡第一輪迴的睡眠腦波形態。這種新環境裡只睡右半邊大腦的狀態,是只專屬於第一回合的睡眠周期嗎?下一個睡眠周期,會不會換成左半邊大腦睡得比較沉呢?她們的研究團隊對這一連串的問題,可是躍躍欲試呢!就讓我們期待佐佐木博士的下一篇研究吧!
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