睡眠-觉醒周期对健康至关重要

睡眠是人体 24 小时生物钟的一部分, 这种生物钟被称为昼夜节律。昼夜节律利用环境信息来调节人体的睡眠-觉醒周期, 使我们在早上醒来, 在晚上入睡。昼夜节律依赖于人体内产生的被称为激素的化学物质, 并保持着微妙的平衡。当昼夜节律处于适当的平衡状态时, 我们就能在白天保持清醒和警觉, 并有足够的精力完成任务。平衡的昼夜节律还能让我们在晚上按时入睡, 从疲惫中恢复, 排出积聚的细胞废物, 修复白天活动对肌肉造成的轻微损伤, 并让我们在清晨感觉神清气爽, 准备好迎接新的一天。

我们依靠早晨的光线和夜晚的黑暗来使生物钟继续按计划运转, 调节身体的各项过程。当室外变暗时, 光线的减少会向大脑发出信号, 告诉它是时候开始进入生物钟里的睡眠周期了。大脑将黑暗理解为''没有必要保持清醒和警觉''的信息, 大脑中一个名为松果体的豌豆大小的腺体开始向血液中释放一种名为褪黑素的激素。褪黑素对睡眠-觉醒周期至关重要, 它有助于促进良好的睡眠, 使身体得到恢复, 并在清晨让人感到轻松。

睡眠周期分为四个阶段: N1、N2、N3 和快速眼动阶段（REM）（图 1）, 所有阶段都很重要。在 N1-N3 阶段, 肌肉和免疫系统得到修复, 身体和精神也从疲劳中恢复过来。在快速眼动期, 大脑高度活跃, 像清醒时一样, 这个阶段对记忆发展、学习和梦境以及降低一种叫做自由基的细胞废物水平很重要 [1]。当自由基浓度过高时, 会对身体和脑细胞造成损害。

为了获得健康、安稳的睡眠, 我们每晚必须经历几个睡眠周期。睡眠周期中断或减少会导致睡眠质量下降, 从而导致认知能力下降、恢复能力减弱以及自由基清除不彻底。反复中断或减少睡眠时间会导致一种叫做氧化应激的情况, 在这种情况下, 自由基的水平会达到危险的高度。出现这种情况的原因是, 通常在睡眠时会放缓的身体过程反而会继续运行, 就像一辆永不熄火的汽车, 不断产生废气。自由基水平升高会降低健康和认知能力 [1]。有趣的是, 褪黑素可以中和体内过多的自由基, 因此被认为对氧化应激有很强的保护作用 [2]。

光线和黑暗如何调节睡眠-觉醒周期？

所有控制人体重要功能的途径都与产生相反效果的其他途径保持着平衡, 因此这些途径就能相互调节。褪黑素和皮质醇就是这种情况（图 2）, 皮质醇是一种应激激素, 由位于肾脏顶部的肾上腺释放, 它负责创造清醒和警觉的状态。清晨, 当太阳光进入我们的眼睛时, 一个信号就会像起床闹钟一样被发送到大脑, 褪黑素停止释放, 血液中的皮质醇水平上升, 使我们感到清醒和警觉, 这一过程使人体生物钟与一天的时间保持一致。

然而, 当我们在晚上使用电子设备时, 也会产生同样的唤醒闹钟效应。电子设备发出的光线进入我们的眼睛, 向大脑发出信号, 告诉它应该保持清醒、警觉和工作状态。大多数设备产生的一种光被称为蓝光, 它会阻止褪黑素的释放。早上太阳升起时发出的蓝光比晚上太阳落山时发出的蓝光要多, 因此我们的身体会通过''唤醒''来对蓝光做出反应 [3]。

在褪黑素应该释放的时候阻止它释放, 大脑就会被欺骗, 认为依然是白天, 即使外面很黑。因此, 在应该入睡的时候, 我们却没有入睡——这种情况被称为睡眠延迟, 因为大脑接收到的信息是它应该清醒、警觉并正常工作。睡眠延迟会使昼夜节律失去平衡, 从而导致一系列问题。

晚上使用电子设备会影响心理健康

就像我们使用需要电池供电的设备一样, 我们的身体也需要''充电''才能发挥最大功能。如果我们的身体''电池''耗尽, 而我们又没有停下来充电, 那么我们的身体就无法高效运转, 也无法发挥其最佳功能（ 图 3A）。此外, 调节情绪的系统也依赖于睡眠, 当睡眠延迟发生时, 其他调节皮质醇水平的途径也会受到影响 [4]。在这种情况下, 人们可能会患上与皮质醇升高有关的情绪障碍, 包括抑郁症和其他精神疾病 [3, 4]。科学家发现, 上夜班的人患抑郁症的几率要高出 40% [4], 这可能是由于昼夜节律被打乱和睡眠不足造成的。

保护自己免受睡眠问题困扰

即使你目前在晚上使用电子设备并经历了睡眠不足带来的负面影响, 也有办法帮助你扭转这种影响并修复昼夜节律失衡。科学家发现, 剥夺大鼠的快速眼动睡眠时间长达 96 小时, 会增加大鼠大脑中的自由基和氧化应激水平, 但这些影响在大鼠进入恢复性睡眠后就会逆转 [1]。这意味着, 即使你在几晚睡眠不足后感觉不适, 你也可以恢复昼夜节律, 降低自由基和氧化应激水平, 让自己恢复正常功能——只需获得一些高质量的睡眠。

此外, 限制或完全禁止在睡前使用电子设备可以防止昼夜节律被打断, 从而避免睡眠延迟, 有助于自然的睡眠-觉醒周期（图 3B）。改变家里的灯光, 以降低睡前蓝光的照射量也会有所帮助。红光已被证明可以改善睡眠质量, 而黄色和橙色灯光对昼夜节律几乎没有影响, 并可能增加褪黑素的分泌。

最后, 如果你必须在晚上使用电子设备, 使用防蓝光眼镜并在晚上打开''夜间模式'', 可以帮助减少设备发出的蓝光。这将限制向大脑发出的信号, 这些信号会阻止褪黑素的释放并导致睡眠延迟, 从而帮助你获得更好的睡眠 [3, 4]。

总之, 睡眠是影响我们身心健康和认知功能的最重要因素之一。注意在睡前一小时把设备放在一边, 对我们每晚的睡眠质量以及整体身心健康都有很大的影响。这样, 我们的昼夜节律就会保持平衡, 每天也能在相同的时间入睡和醒来。通过这些努力, 我们可以确保获得规律、优质、连续的睡眠, 从而保持健康和高效。

致谢

所有插图均由 DH 和 NC 于 2023 年制作。

图 1 图片来源: https://www.freepik.com/premium-vector/lungs-great-design-any-purposes-cartoon-illustration-simple-vector-illustration_28611922.htm, https://www.istockphoto.com/vector/red-zhart-vector-gm842899542-137687935. https://www.iconfinder.com/icons/2329949/arm_bicep_cartoon_hand_muscle_muscular_sport_icon, https://www.vecteezy.com/vector-art/2889592-cartoon-man-dreams-of-money-house-and-luxury-car-while-sleeping-vector-illustration, https://www.vectorstock.com/royalty-free-vector/thermometer-cartoon-icon-on-white-background-vector-7571739.

图 2 图片来源: https://www.rawpixel.com/search/brain%20drawing?page=1&path=_topics&sort=curated.

图 3 图片来源: https://www.etsy.com/listing/885717259/75-bold-cartoon-style-ios-14-icons-cute, https://easydrawingguides.com/coloring-pages/cartoon-bed/, https://www.istockphoto.com/vector/funny-mischievous-cartoon-brain-character-gm1221591976-358143481, https://www.carstickers.com/products/stickers/anatomy-stickers/brain-stickers/marketplace/brain-depressive-cartoon-sad-tired-brain-sticker/. 感谢脑与心智毕生发展研究中心、发展人口神经科学研究中心对本文中文翻译的贡献。感谢罗鑫澧对本文的翻译和编辑的贡献；感谢左西年、张蕾对本文中文审校的贡献。

术语表

昼夜节律 (Circadian Rhythm): ↑ 人体的生物钟, 它处于微妙的平衡之中, 并与白天和夜晚保持一致。

褪黑素 (Melatonin): ↑ 松果体分泌和释放的一种激素, 用于启动睡眠- 觉醒周期的睡眠阶段, 在没有光照的情况下, 褪黑激素的水平会升高。

自由基 (Free Radicals): ↑ 细胞废物, 如果含量过高, 会损伤细胞并导致氧化应激。

认知能力 (Cognitive Performance): ↑ 思考、推理、解决问题、集中注意力和记忆事物的能力。

氧化应激 (Oxidative Stress): ↑ 高水平的自由基会对大脑和身体造成损害, 从而导致疾病的一种情况。

皮质醇 (Cortisol): ↑ 肾上腺释放的一种应激激素, 负责睡眠-觉醒周期的唤醒阶段, 当光线进入眼睛时, 皮质醇水平会升高。

睡眠延迟 (Sleep Latency): ↑ 睡眠-觉醒周期中睡眠阶段开始的延迟, 当我们在夜间使用设备时可能会出现这种情况。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。