每天都要睡覺，但你知道我們是怎么從睡眠中醒來的嗎？

出品：科普中國

作者：錢昱（中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心）

監(jiān)制：中國科普博覽

睡覺可是終身大事，睡眠時長約占我們?nèi)松?/3，它作為人類最重要的生命活動之一，在認知、免疫和身體健康各方面都有著關(guān)鍵作用。

但是你有沒有想過，我們早上是怎么醒來的？

今天就帶大家了解一下從睡眠中醒來的神經(jīng)機制。

睡覺

（圖片來源：veer圖庫）

看似睡了一覺，其實大腦很忙

如果要為睡眠要下一個定義的話，可以將其定義為一種自然的、反復(fù)出現(xiàn)的生理狀態(tài)，它表現(xiàn)為每天一定時間內(nèi)各種有意識主動行為的消失，也是一種對外界環(huán)境刺激的反應(yīng)減弱的狀態(tài)。

根據(jù)睡眠的特點，我們可以將睡眠分兩種類型：快速眼動睡眠（REM）和非快速眼動睡眠（NREM）。

非快速眼動睡眠可以被進一步分為N1、N2和N3階段，其中，N1階段被認為是清醒和睡眠之間的過渡階段。N2階段是輕度睡眠，貫穿整個睡眠期。在這一階段，人體會有肌肉松弛、心率減慢和體溫下降等變化。而N3階段就是深度睡眠階段，也可以稱為δ波或慢波睡眠，這主要發(fā)生在晚上睡眠時間中的前三分之一內(nèi)。此時大腦處于無意識狀態(tài)，倘若我們在深度睡眠階段被吵醒，我們很可能會在幾分鐘內(nèi)神志不清，甚至搞不清楚狀況。

隨著年齡增長，非快速眼動睡眠的比例會逐漸減少，這就是為什么老年人的睡眠時間通常更短，而且有時候半夜醒來后就變得清醒，再難入睡。

在每次非快速眼動睡眠的N1—N3階段結(jié)束后，隨之而來的是一次快速眼動睡眠。

快速眼動睡眠狀態(tài)主要由交感神經(jīng)驅(qū)動，包括快速眼動、呼吸變異性和肌肉抽搐等生理特征，這也是我們做夢發(fā)生的睡眠區(qū)間。由于一整晚的睡眠中會包含多個快速眼動睡眠區(qū)間，所以我們會做多個夢。

在快速眼動睡眠期間，由于我們的睡眠比較淺，所以容易被周圍的聲音吵醒。而嬰兒的快速眼動睡眠區(qū)間占比較高，因此小寶寶睡覺需要更安靜的環(huán)境，成人的快速眼動睡眠區(qū)間占比則相對較少，因此對環(huán)境的要求會相對低一些。

在8小時的睡眠中，大腦進入和退出快速眼動睡眠期大約為4到5次。我們一定要經(jīng)過淺度睡眠才能進入深度睡眠，有時睡了很久還睡不醒的原因就在于，我們一直在淺度睡眠狀態(tài)下徘徊，而深度睡眠才是恢復(fù)體力、精力和鞏固記憶力的關(guān)鍵階段。

睡眠的多種狀態(tài)

（圖片來源：參考文獻[15]）

我們是怎么醒來的？

每個需要上學(xué)或上班的早上，溫暖舒適的被窩就是我們起床的枷鎖。

自然醒是最幸福的，但一般叫醒大家的都是刺耳的鬧鐘。

這種刺激被稱為外界強烈的信息輸入，人在睡眠時對外界的感知會降低，比如睡著時無法聽見周圍人的悄悄話，但強烈的外界刺激依然能在各個睡眠階段中喚醒我們。

除了強烈刺激外，自然醒也是從睡眠中覺醒的另一種情況。

我們?yōu)槭裁磿匀恍涯?？自然醒的原因可以歸結(jié)為兩點：其一是生物鐘的作用，其二是心中有“執(zhí)念”，當我們睡覺前一直在想某件事情，比如周末早上要去一個你一直很想去的地方或見一個很想見的人（當然“執(zhí)念”過度強烈可能會失眠）。

前者可能是由于大腦中負責(zé)生物節(jié)律的腦區(qū)（如下丘腦視交叉上核），在早上時激活大腦中的促覺醒環(huán)路，進而促使我們自然醒來；后者則是由于一些負責(zé)更高級功能的腦區(qū)開始工作，進而促進覺醒。

二者最后都會落腳到覺醒環(huán)路，那么覺醒的底層環(huán)路機制到底是什么呢？

覺醒環(huán)路起源于中腦室旁區(qū)域（paramedian region of the midbrain），隨后分支成兩個平行的環(huán)路：背側(cè)通路—投射到丘腦（thalamus），以及腹側(cè)通路—支配著下丘腦（hypothalamus）、基底前腦（basal forebrain）和皮層（cortex）。

背側(cè)通路能夠使丘腦處理與感覺、運動反應(yīng)和認知相關(guān)的信號，丘腦損傷的患者會處于清醒但無意識的植物人狀態(tài)。

相比之下，腹側(cè)通路損傷的患者往往難以保持清醒，睡眠時間超過普通人的時間。在丘腦旁正中區(qū)損傷的患者中也有總睡眠增加的報道。

正常的覺醒需要背側(cè)通路和腹側(cè)通路共同作用，意識內(nèi)容的產(chǎn)生需要依靠背側(cè)通路激活丘腦皮層產(chǎn)生的信號，而腹側(cè)通路對于覺醒的行為狀態(tài)是必不可少的，腹側(cè)通路損傷可能無法覺醒。

因此在大早上被鬧鐘叫醒后，大伙一段期間內(nèi)大腦一片空白，對很多事物不敏感，處于短暫的“宕機狀態(tài)”可能就是背側(cè)通路沒被完全激活的表現(xiàn)。

促覺醒環(huán)路

（圖片來源：參考文獻[15]）

除了上述兩條平行的環(huán)路會促進覺醒且在覺醒過程中扮演著不同的作用外，神經(jīng)調(diào)質(zhì)也在覺醒中扮演著重要的角色。如單胺能神經(jīng)元釋放的去甲腎上腺素（NE），以及多巴胺（DA）等，都是促覺醒環(huán)路的重要組成部分。

如何睡個好覺？

1.睡前可以適當攝入一定蛋白質(zhì)，比如一杯熱牛奶助眠的生活常識想必大家都聽過，其背后的助眠機制是高蛋白的飲食會促進腸道細胞分泌一種叫作CCHa1的神經(jīng)肽，該神經(jīng)肽進入大腦激活多巴胺能神經(jīng)元，促進其釋放多巴胺，抑制睡眠覺醒，進而提高睡眠質(zhì)量。

因此不僅睡前一杯熱牛奶助眠，飲食中適當提高蛋白質(zhì)的含量也會睡更香，但要避免過于油膩或難消化的食物，起夜次數(shù)較多的朋友記得在睡前盡量少喝水哦。

高蛋白飲食促進睡眠

（圖片來源：參考文獻[16]）

2.可以在臨睡前半個小時內(nèi)洗個時長小于20分鐘的熱水澡，幫助我們放松肌肉，提高身體的溫度。洗完澡后體溫下降，大腦褪黑素分泌量增加，就會感到疲倦，更有利于入睡。

3.固定起床和上床時間來固定穩(wěn)定的睡眠周期，沒入睡也不用焦慮，放松心情，太過關(guān)注睡眠本身而感到緊張效果會適得其反，更不利于你睡覺。

4.睡覺前關(guān)窗簾，起床時打開，控制臥室的光線強度有利于穩(wěn)定視交叉上核和松果體的節(jié)律信號，臥室溫度保持適宜且盡量減少聲音干擾。

另外，周末不要睡懶覺哦！

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