What is Sleep?

什麼是睡眠?

人一生中有 1/3 的時間都在睡覺,然而大多數的人都不知道為什麼睡眠如此重要。睡眠是許多動物會發生的週期性現象,動物睡眠時間之長短,也跟晝夜節律(circadian rhythm)有密切關係,相關的科學研究發現,老鼠連續兩到三週不睡覺會死亡,就像沒有食物或水一樣。很明顯的,睡眠不足的影響所導致的後果是非常嚴重的。這就引發了兩個重要的問題:我們的身體和大腦在睡眠期間在做什麼?為什麼睡眠過程對我們的健康如此重要?

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為什麼我們需要睡覺呢?

儘管科學家們多年來進行了大量的研究,科學家確實知道的是,大部分的高等動物會睡覺和做夢,但確切的原因仍不清楚。至於為什麼我們需要睡眠?為什麼要睡覺? 對此,科學家也沒有一致的答案但我們可以大致歸納成下列三點:

  • 為了修復身體和大腦
  • 生存適應
  • 大腦運作與記憶整合
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睡眠是為了修復我們的身體和大腦

當我們努力工作時,會更容易疲勞,就會需要更多的睡眠。也代表睡眠讓我們的身體、器官和大腦有時間休息、保存體力和自我修復。

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睡眠是一種生存適應

人們認為睡眠可能是一種保護我們安全的方式。當天黑時,被掠食者攻擊或環境危險性的風險比較高。因此,在晚上睡覺,可以降低與夜行性掠食者面對面或在黑暗中走錯路導致自己受傷害的風險。在睡覺的時候,我們代謝能量也變得比較慢,當面臨資源不足或不容易覓食的環境時,睡眠成為一種有效的能量儲備方式。

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睡眠協助大腦運作與記憶整合

科學家發現睡眠對大腦發育非常重要,特別是對每天可以睡多達14小時的兒童和嬰兒。當我們在睡眠不足的狀況下,會開始感到精神受損和健忘,這也證明了睡眠對我們的心理健康有多重要。

大家都知道學習新事物時,如果睡眠不足,那麼學習效率也會明顯降低。因此,睡眠與記憶幾乎是密不可分的。然而,睡眠不僅僅是整理已儲存的內容,似乎也能夠增強我們發現新方法和解決複雜問題的能力。睡眠能夠激發我們的創造力,和改變我們大腦中的神經連結有關。在這個過程中,會強化重要的神經突觸連結,而那些較少使用、不太重要的連結則被削弱,使大腦運作地更有效率。

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睡眠機制

晝夜節律和睡眠恆定性兩大生物機制共同調節我們的清醒和睡眠時間。

晝夜節律,是一個複雜而微妙的內在時鐘,調控我們的覺醒時間、體溫調節、新陳代謝和荷爾蒙釋放等一系列生理活動,還決定了我們在夜晚產生睡意以及早晨的自然醒來,我們內建的生理時鐘大致遵循24小時的周期,並能夠根據環境(如光線和溫度)進行調節,以辨識一天中的實際時間,即使在失去環境調節,晝夜節律也會持續存在。 

睡眠-覺醒恆定性像是一個紀錄器,追蹤我們對睡眠的需求,提醒我們身體需要休息,並調控睡眠的深度。隨著清醒時間的延長,這種恆定性的驅動力逐漸增強,使我們在經歷長時間未睡時能夠進入更深層次的休息狀態。

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然而,在當代社會,我們的睡眠模式常受到各種因素的影響,其中包括健康狀況、藥物、壓力、睡眠環境以及飲食習慣。特別值得一提的是,光線對我們晝夜節律的影響至關重要。眼睛視網膜中的專門細胞會處理光線信息,並向大腦發送白天或夜晚的信號,從而調節我們的睡眠-覺醒週期。過度的光線暴露不僅會妨礙入睡,甚至會影響夜間醒來後的再次入睡。

特別是對於夜班工作者來說,他們的晝夜節律和睡眠-覺醒週期常因工作安排而受到嚴重干擾,導致入睡困難和工作時難以保持清醒。此外,跨越時區旅行時,時差也是一個明顯的問題,當內部生理時鐘會與當地時間不同步,就會引發一系列睡眠問題。

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不同種類的睡眠階段

許多人以為睡眠是大腦和身體停止休息的時間,但事實並非如此。我們循環的睡眠周期是由不同種類的睡眠階段所組成的,在某些睡眠的階段時,我們的大腦會像清醒時一樣在努力運作!此外,我們在睡著時許多生理現象也在身體中進行:您的體溫會下降1-2度,呼吸會變得更規律,心跳和血壓也會降低。雖然大多數的身體功能,如腎功能,在睡眠期間會下降,但其他某些過程,如生長激素的分泌,實際上會增加生產。我們的睡眠主要分為兩大類:

非快速動眼期睡眠(NREM)

分為三個階段:這三個階段構成了我們大部分的
睡眠時間(約占70%-75%)。當我們陸續進行這
些睡眠階段時,我們的大腦功能就會逐步降低。

第一期 N1(清醒和睡眠的過渡階段)

N1(非快速動眼第一期)是從清醒逐漸入睡的過渡期,這個時候腦波逐漸趨緩,大概佔總睡眠時間的5%。

第二期 N2(深度睡眠的開始)

這個階段會有伴隨著大腦活動的間歇性激發,有可能做夢,但通常並不常見。

當睡眠進入N2 (非快速動眼第二期),心跳、體溫、呼吸都逐漸趨緩,大腦逐漸隔絕外界環境,準備進入深睡期。值得一提的是,這個時期會產生睡眠紡錘波(sleep spindle)。睡眠紡錘波(sleep spindle)就像一種保護機制,阻擋外界噪音的干擾,若睡眠紡錘波出現頻率越高,睡得越好。

第三期N3(慢波睡眠)

第三階段是最深層的睡眠階段。在這個睡眠階段,大腦進入慢波睡眠,心跳、體溫及呼吸都降到最低。如果某人很難被喚醒,他們可能正在經歷第三期的NREM睡眠。

快速動眼期(REM) 睡眠

快速動眼期(REM) 睡眠

在剩下的25%-30%的睡眠時間裡,我們會經歷快速動眼期(REM)睡眠。在處於REM睡眠期間,大腦比NREM睡眠期間更活躍,甚至不亞於我們清醒時的大腦活動。這是您最有可能做夢的睡眠階段,您的心跳速率會加快,肌肉活動會被抑制,眼球會向各個方向轉動(這其實就是快速動眼期REM名稱的來源)。

睡眠階段和週期
How Much Sleep Do You Need?

一天睡幾小時才足夠?

隨著年齡增長,我們對睡眠的需求以及模式會逐漸發生變化,但即便是同一年齡層之間也各不相同。因而並無某一個適合所有人的“理想睡眠時間”。嬰幼兒期,每日睡眠時長可達16至18小時,這這有助於他們的身體成長和大腦發展。而學齡兒童及青少年則通常需要平均每晚約9.5小時的睡眠以支持他們快速成長的需求。成人每晚建議的睡眠時長為7至9小時,不過值得注意的是,進入60歲之後,夜間睡眠往往會變得更短、更淺,且容易被頻繁覺醒所打斷。另外,老年人可能會因服用某些藥物而影響睡眠品質。 

在當今社會,由於工作壓力的加劇和24小時不間斷的娛樂活動,人們普遍未能獲得充分的睡眠。許多人認為他們可以在周末透過延長睡眠時間來“彌補”工作日的睡眠不足,但若睡眠缺失嚴重,周末的補眠恐怕難以彌補長期的睡眠赤字。

Average Sleep Hours (1)

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