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用熬夜和生物钟抗争,你们都比不过他们

2020/8/5 6:00:43 来源:互联网 编辑:匿名

编者按:本文来自微信公众号“把科学带回家”(ID:steamforkids),作者:万物,36氪经授权发布。


1938年6月6日,美国著名的溶洞猛犸洞中走出来两个人,他们在里面躲避了30多天,从未出来过。一看到他们,洞外等候的闪光灯便此起彼伏地响了起来,因为他们刚刚完成了一项用熬夜对抗生物钟的实验。

你有没有用熬夜对抗过生物钟?或者有没有想过,只要我不睡,仿佛今天就不会过去;甚至还想,如果能不睡觉就好了,可以多出一倍的时间来!


一百多年前的科学家也想过这个问题:不睡觉可以吗?

只要想法有了,行动可能会迟到,但绝不会缺席。1894年,一篇研究小狗(被)熬夜的论文横空出世,作者是俄罗斯科学家玛丽娅·曼纳塞纳(Maria Manàsseina)。

她先让4只小狗无限制熬夜,第一只小狗熬了整4个昼夜(96小时)后死去,最后一只坚持了将近6天,共143小时;之后又让6只小狗限制性熬夜,不同在于,会在小狗熬夜到96-120小时之间进行救治,可惜最终还是没能救回它们。


玛丽年轻的时候 ?SAGE Journals

这可能是人类第一次直观地感受到睡眠剥夺的严重后果,这个研究也奠定了睡眠学的基础。不过,单单看这个结果,可能还不足以体现其严重程度。在这位科学家的另一组对照实验中,“剥夺”了小狗的食物,持续时间更长,但小狗的结局却比之前的强太多:即使长达20-25天不进食,小狗最后还是恢复了过来。

这么一比,不睡觉真的是不可以。虽然当时玛丽娅·曼纳塞纳还没有弄明白其中缘由,但她也不准备继续做实验探究了,因为这个实验太累了,她的辛苦程度可能并不亚于实验中的小狗。


区区动物实验还不足以让一些科学家死心,紧接着第二年,就有两个美国心理学家进行人体实验挑战不睡觉,他们是乔治·帕特里克(George T.V.Patrick)和艾伦·吉尔伯特(Allen Gilbert)。

实验的主要内容,就是让3位男性坚持90个小时不睡觉,期间会进行一些检测,比如体温、脉搏、体重、视力等基础的生理指标,以及对刺激的反应、疲劳程度、认知能力等等。至于为什么是90小时?他们的论文里没有给出答案,很多人猜测是受到了不久前玛丽娅·曼纳塞纳研究的启发。

实验最早从1895年11月开始,第一位“小白鼠”就是吉尔伯特本人。实验中配备了两名观察员,主要目的就是祸害不让他睡着,顺便定时进行检测。每隔6小时进行一次检测,不过一次检测就耗时2个小时,占据了三分之一的时间,观察员可谓巧妙地把检测和一部分祸害工作合二为一了。为了结果更准确,相同的检测在还未熬夜的几天前就开始了。


绝对不是这样的!

在检测之余的时间里,他白天工作,晚上娱乐。整个熬夜的前半程还好坚持,后半程就必须时刻有人在旁边盯着,不然马上就要睡着了。两个晚上过后,他开始出现幻觉,看到“地上铺着一层有油腻的小分子,还在快速移动或振荡,后来这些跳舞的小颗粒也充斥在空气中……”。

从第一天早上6点起床后,直到第5天午夜他才回去睡觉。熬了这么久,是不是又要睡很久?为了研究这个问题,他的脚踝被带上了一个电子脚链,实际上是一个“电刺激闹钟”,每小时会电吉尔伯特一下,其电流大小可以调节。每当被这个闹钟叫醒,吉尔伯特就要自己按一下床边的按钮。


可惜这个按钮一直没被按下过,别多想,并非是吉尔伯特再也没有醒过来,而是即便把脚链的电流调节到最大,也没能唤醒吉尔伯特,他只是用痛苦的尖叫来回应烦人的闹钟。


没听到起床闹钟,可能只是你太累了。

几个月后,另外两名志愿者也完成了实验。在熬夜的过程中,他们三人进行数字记忆任务时普遍遇到了困难,对疼痛的敏感度也下降了,视力也出现了异常。还有他们的体重,熬夜期间持续增加,补觉后又减轻恢复。他们补觉的时间也并没有预期的长,只是比平时多睡了几个小时。不过这个实验的个体差异也比较多,比如另外两名志愿者都没有出现幻觉。好在以后的日子里,吉尔伯特也没有因此产生什么后遗症。

在这之后,一次连续熬夜的时间再长,比如人类熬夜冠军的记录达到了240小时,也仅仅只是挑战极限,并非长久之计。

所以后面的科学家开始了新的方案,就是开头那两位“溶洞人”进行的研究,他们将熬夜化整为零,想要可持续地熬夜。

他们是一对师生,老师是纳撒尼尔·克莱特曼(Nathaniel Kleitman),公认的现代睡眠研究之父。他经常拿自己进行实验,为了研究睡眠不足的影响曾连续180个小时不睡;为了将生物钟调节为每天48小时,他让自己醒着39小时,睡9小时,过了一周身体还是不能适应新的作息规律,实验最终失败。


克莱特曼,摄于1948年

?芝加哥大学

他的学生也进行了类似实验,计划将生物钟调为每天12小时:早上4:00~7:00睡一次,下午4:00~7:00睡一次,不过实验进行了33天也无果而终。

睡眠规律究竟是一种可以改变的习惯,还是由人体的生物钟所控制?当时没有答案,而且当时也不能确定生物钟的存在。

后来克莱特曼又调整了方案,计划将一天调节为21或28小时,其实就是将一周的时间分成了8天和6天,这样还不影响工作(还好克莱特曼不是一位资本家)。人在进入睡眠后,体温通常会下降,所以我们的体温变化和24小时一天的周期相吻合。在经过了21或28小时一天的实验后,参与学生的体温变化和新作息时间相吻合,但克莱特曼自己的却没怎么变化。

克莱特曼猜测可能是阳光等环境因素影响了人体对新作息时间的适应,所以他要找一个不见天日的环境进行实验,这个环境就是最开始提到的猛犸洞。那里处于40米的地下,伸手不见五指,又十分安静,简直是完美的实验场所。


洞内环境

确定了实验场所后,他和他的学生在洞中开始了“每天”28小时的生活:睡9小时,工作10小时,自由活动9小时;醒着的时候,每2小时测一次体温,睡着的时候,每4小测一次体温。


他们就这样在洞里一起待了32天,但结果却不一样。在洞里一周后,学生的体温就按照新作息时间开始变化了,而克莱特曼的体温还是按照之前的规律变化的。他每到晚上10点就疲惫不已,而8个小时后又恢复了精力,改天换日的一切努力在他身上皆化为泡影。不知他们的个体差异是否和年龄有关,毕竟克莱特曼和学生相差20岁。

当然,对抗身体的昼夜节律,并不是克莱特曼的本意,探索其中奥秘才是。在后面几年的探索中,克莱特曼发现了人体入睡和清醒有自己的周期(basic rest-activity cycle),他发现的快速眼动期,也被认为是现代睡眠研究的开始。

之后,我们都领略到了强大生物钟的威力,正是科学家用熬夜熬出的成果,奉劝各位:


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