第3章 数羊

案例

体育馆又大又没有窗户，地上铺了长长的一排床垫，西蒙·斯坦中士在其中一个床垫上躺下。他自愿报名参加了一个研究项目，这个项目的内容就是和其他34名士兵一起，每天在不同的时间段完成相当多的心理和身体测试，项目会持续若干天，但是具体的天数没有确定。一天中1/3的时间里他们可以睡觉，其余时间需要接受测试。这看起来比他日常的工作舒服多了，因为西蒙的部队需要经常轮班，工作时长比2/3天还要长，而且工作时间段经常变化，很难适应。他已经完成了第一轮测试，现在可以躺下来睡觉了，一个汽笛声意味着可以休息了，随后大堂的灯光熄灭了。现在，西蒙躺在黑暗中的床褥上，他睡不着，脑子里思考着第一轮的测试。整个休息时间段里他都没睡着，天花板的灯就亮了，一个高分贝汽笛声指示所有人进入下一个测试环节。

第二阶段需要他们完成的任务不是特别难，有些还很有意思，比如，反应时间测试需要他们根据面前屏幕上左右两盏灯的开关情况，按下相应的左右两个按钮，另一个测试需要他们根据时间间隔举哑铃，在一张写满了p's、q's和d's的纸上划掉p's，做简单的加法或乘法，记住购物清单内容，以最快的速度骑动感单车。这么多任务将测试时间填得满满当当，在下一个任务真正开始之前他们经常以为可以休息了。

虽然已经过了许多天明暗更替的日子，但是不管数了多少只羊，西蒙仍然无法入睡，他感觉到自己的身体已经透支了。终于，几个测试周期之后，他的脑袋一碰到枕头就像土拨鼠一样睡着了，直到笛声和灯光将他从睡梦中拽起来。

虽然他确信所有的任务都和第一天一样进行得很顺利，但是他还是模模糊糊地感觉到测试负责人的热情随着研究的推进在不断减少。虽然他们从测试负责人那里不会得到什么反馈，但是西蒙是一个仔细的观察者，他觉得他们的态度发生了变化。尽管他们很频繁地轮班（不像西蒙和其他被试者那样一直参与实验），但他们看起来十分疲惫。这个项目持续的时间越长，他就越是觉得累。但是，他却在某几个测试周期中完全没有睡觉，在另外几个测试周期中反倒睡得很香。在整个实验过程中，他失去了时间概念，但是在成功完成一次测试之后他已经能够找到一点睡意了，他逐渐找到了自己睡眠的规律，觉察到了规律。在某些特定的测试周期里，无论多么困乏，他始终无法入眠。其他被试者也有同样的问题，表现为间歇性的疲倦模式。最终，这个项目因被试者的普遍疲倦而中断了。

理论

本章的案例故事是众多实验的缩影，这些实验的目的是研究人们在一天中不同时段体现出的能力差别。所有这些实验的共同点是：被试者必须在人为控制的条件下生活几天，接受无数的测试。案例故事的原型是一个由以色列士兵参加的实验。军队一直很关注这样的问题：使人疲劳的原因是什么，以及——对我来说也很重要——为什么睡眠不足会对能力发挥产生严重的负面影响。军队希望能找到一种办法，使士兵在执行任务的时候不会睡很长时间。我能够理解军队的意图，如果有种药的副作用是阻止失眠1，我或许会把它用在士兵身上，这样就能挽救许多生命——不仅是士兵的生命。我的观点是：如果以减少睡眠为目的对士兵使用了药物，那我就成了一台毫无情感的医疗机器。在这里我并不想过多地谈论政治问题，我只想解释，为什么军队对睡眠研究如此感兴趣。

时间生物学家（研究生物钟的科学家）之所以对睡眠感兴趣，是因为人类和其他动物的睡眠时间对生命个体的生物钟有很重要的影响。除了睡眠时间，睡眠还有许多有意思的方面，例如睡眠阶段、睡眠的功能、睡眠与免疫系统的相互影响等等。时间生物学与睡眠研究本来是两个不相干的科学分支，但是，两个领域的科学家逐渐意识到，他们可以互相学习、加强合作。睡眠的调节理论就是连接两个研究领域的好例子，该理论是睡眠研究学者阿历克斯·博尔贝利与时间生物学家谢尔盖·达安共同合作的成果。

两个人都知道，睡眠至少由两个因素调节：疲惫程度和时间。疲惫与睡眠的联系是人们在知道生物钟之前就了解的：我们清醒的时间越长，就越疲惫，这是很正常的事情。但是，在发现生物钟之前，人们就会经历那种即使非常疲惫也无法入睡的情况。

博尔贝利和达安把入睡的原因比喻为两种简单的振动模式。假定这两种振动模式分别由沙漏和钟摆提供，沙漏和钟摆将产生不同的节奏。沙漏必须人为地调转方向，而钟摆可以自动转换摇摆方向。沙漏两头的玻璃球容器就像“睡眠压力”——沙子逐渐地进入沙漏一头的玻璃球容器，正如睡意渐渐地变浓。如果“沙子”充满了整个容器，我们就睡着了。将沙漏倒置之后，沙子从一头的玻璃球容器流出，当“沙子”完全倒空之后，我们就醒过来了。下图所示的锯齿模型就表现了这种持续变换的过程。

到目前为止一切解释都很顺利。但是这个模型没能解释为什么我们在某些时候即使不累也能睡很久，但是在另外一些很累的时候却睡不着。这个模型也没能解释为什么我们多数人都或早或晚在同一时间（多半是在夜晚时间）睡觉。不过，这个图却可以表现这种情况：我们某一次超过了一定的时间还没睡觉（睡眠延迟），那么我们从此上床睡觉的时间就会变晚了（见下图）。

这与我们的实际经验不符：我们上床睡觉的时间或有变化，但多数人在相对稳定的时段内，入睡时间亦相对固定。后者作为同一地区内普遍的入睡时间，恰是地球上此一区域的球面背离太阳的时候。

达安和博尔贝利的理论假设日常节律在睡眠压力的最高值与最低值之间摆动。

现在这一模型能够解释，为什么我们偶尔一次推迟睡眠并不会导致此后的入睡时间都随之延迟：一旦我们睡足了觉，日常节律就会将睡眠时间“推回”此前所习惯的时间。因此下面这个模型更接近我们日常的生活经验。

至此读者朋友们既已对科学家关于睡眠延迟的看法有所体认，我们便回到斯坦中士的例子上来。也许有读者会认为那只是个例，但个例并不会让科学家终止实验。是因为实验的要求太过严格吗？不是的，毕竟参加实验的都是训练有素的士兵，他们能够承受严酷的工作。他们所以会感到从未有过的疲惫，是因为在实验里的“一天”或者叫作“周期”太短了，只有30分钟！前20分钟他们接受测验，然后汽笛响起，灯光熄灭，他们必须迅速躺到床褥上，睡10分钟。如果睡眠只经由清醒的时间间隔来调控，那么士兵们便不应有任何抱怨。鉴于每30分钟就可以睡10分钟，那么他们理应得到了足够的睡眠。但事实上，他们从未有过如此强烈的睡眠压力。

睡眠的调控是非常复杂的：实验的第一个小时里，士兵们都睡不着，因为他们还未达到睡眠压力的最高点。在实验的后期，睡眠需求达到了最高点，但他们的睡眠却无法维持8小时，而是每10分钟就被叫醒一次，然后接受20分钟的测试。达安和博尔贝利的模式并没有表明的是，在一天24小时中，不管多累，我们都需要一段时间才能入睡。睡醒后通常保持一天（12小时）的清醒状态，这也是斯坦中士在10分钟内不能入睡的原因，在一般条件下，他只需一会儿便可以睡着，但是实验没有给他足够的时间。最后，鉴于士兵们都处于缺乏睡眠的状态，实验便也难以为继。

有趣的是，我们体内时间的一天里，有一段时间是睡意最少的，后者与我们最困的时间之间的间隔很短，看起来似乎是睡眠禁区1。这一现象就是在上文案例的实验中被发现的。

睡眠减少也应用在严刑拷问中。多数情况下，这一招确实管用，缺点就是最后犯人可能会疲惫到失去意识，或者开始承认他从未犯下的罪行。我还真的接到过一个警方审讯部门的电话，那位警官问我能否从时间生物学和睡眠研究者的角度给他提供一个方法，用以减弱犯罪嫌疑人的防御意识。我礼貌地答道，他可以滚开或者给国际人权组织打电话。

本章介绍了睡眠调控的多种因素。我们不会因为累极了就睡着，体内生物钟调节着我们的入睡时间和睡眠质量。然而这种生物钟究竟是什么，怎样发挥作用，具有怎样的重要性？第一个发现这一生物学重要基础的科学家又是谁呢？

1 Modafinil就是这样一种神奇的药物，服用之后即使睡觉时间很短也没有特别的感觉，但是注意：我们对睡眠的了解很少，我们不能断定睡眠时间少有什么长远的影响。就像疼痛感是一种警告一样，我们不应该忽略睡眠。

1 睡眠禁区被研究者们称为“清醒维持区”。