人为什么要睡觉
人为什么要睡觉
周不润
目前已知的睡眠对我们的作用有很多，剥夺人的睡眠会导致精神疲劳、判断力下降、学习能力受损、偏头痛和癫痫的风险增加，长期又彻底的失眠甚至会造成死亡。但是为什么长期失眠会损害大脑，为什么需要睡眠来恢复，一直只有巩固记忆、调节机体代谢之类的假说，并没有一个确切的证据来解释。
2013 年 10 月 中旬，《Science》刊登的一篇文章第一次在分子水平上提供了直接的证据证明了睡眠的重要性：睡眠时可以高效清除脑内代谢废物，从而恢复活力。文章来自于University of Rochester Medical Center的 Lulu Xie: Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain
人脑内，多数代谢产物由脑细胞排放到细胞间隙（interstitial space）之间的组织间液中。另一种分泌的液体脑脊液（cerebrospinal fluid）有供给脑部分营养、排出代谢废物的作用。脑脊液沿着动脉周隙流入脑内，与脑细胞组织间液交换，将细胞间液体的代谢废物带至静脉周隙，然后排出脑外。
Lulu Xie 等人分别在大鼠清醒和睡眠时注入小分子荧光染料，以此来观察脑脊液在脑内流动的情况。他们发现荧光染料在大鼠睡眠时比清醒时分布地广泛得多，意味着睡眠时脑脊液更容易在脑内流动。如下图，黄色显示清醒时的脑脊液分布，绿色显示睡眠时的分布。
进一步研究发现，睡眠时脑内细胞间隙比清醒时更大，这意味着睡眠时脑脊液更容易进入脑内与组织间液进行交换。如下图，同样黄色代表清醒时，绿色代表睡眠时，波幅越大代表间隙越小。
为了证实脑脊液在睡眠时是不是更能够发挥作用，作者分别向清醒和睡眠的大鼠脑内间隙注入 β 淀粉样蛋白，此蛋白的异常聚集会导致阿尔茨海默病即老年痴呆。结果 β 淀粉样蛋白在睡眠时代谢地更快，意味着睡眠可能会阻止有毒的代谢产物积累从而损害脑细胞。如下图：
如此看来，睡眠时候就像用脑脊液洗了个澡，洗掉积累的代谢垃圾。睡眠的作用可谓是真正的「排毒」了。
2013-10-23
扩展阅读：22:00 - 6:00 睡眠真的比 2:00 - 10:00 更健康吗？ - 周不润 的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/20078304/answer/29479734
匿名用户
关于睡眠的重要性大多是通过发现睡眠不足的危害来证明的。
很多人都没有意识到慢性病和睡眠不足有关，比如糖尿病、高血压以及心脏病等等。有三种方式研究睡眠不足和疾病的关系。
一是剥夺健康的受试者的睡眠，然后监测他们短期内可以导致疾病的身体变化。类似的研究表明睡眠不足会产生一系列害处，包括精神压力增加、血压增高、血糖难控制以及更多的炎症反应等等。
二是在大量人群中做问卷调查来获得睡眠时间和某些疾病的关系，比如根据这种调查的结果，睡眠不足均和高血压、糖尿病、肥胖有关。但是这种调查的因果性不好讲，就是你不知道是疾病影响睡眠还是睡眠导致疾病……(https://www.daowen.com)
最后一种也是最有说服力的，就是长期跟踪开始是健康的人群，研究睡眠习惯和疾病的关系，睡眠不足可能会导致以下疾病：
1. 肥胖
研究发现，每天睡眠少于 6 小时的人更有可能 BMI 超标，而每晚睡 8 小时的人 BMI 最低。睡眠和缺乏锻炼以及暴饮暴食一样，成为引起肥胖的重要因素。睡觉时我们的身体会分泌一些控制食欲、能量代谢以及葡萄糖加工的激素，睡眠不足会打乱这些激素的分泌。睡眠不足会导致皮质醇（一种压力荷尔蒙）分泌增加，以及餐后胰岛素分泌增加，胰岛素可以调节血糖水平，促进脂肪合成。睡眠不足也会影响瘦素（leptin）的分泌，这种激素会告诉大脑「已经吃饱了，饥饿荷尔蒙（ghrelin）水平太高了」。
2. 糖尿病
研究发现睡眠不足会影响血糖水平调节，导致 II 型糖尿病。一项短期的睡眠抑制实验发现测试者睡眠从 8 小时变为 4 小时后身体加工处理葡萄糖的能力明显下降。
3. 心脏病和高血压
研究发现，高血压患者如果睡眠不足，第二天血压就会增高。
4. 情绪不稳定
如果前一晚没睡，第二天会变得更加易怒。长期的睡眠不足会引起抑郁、焦虑以及精神压力
5. 免疫力下降
动物试验发现，睡眠充足的动物面对细菌感染时更容易存活。
6. 寿命
通过对大量人口的调查发现，睡眠不足的人寿命大概比睡眠充足的人寿命短 15%。
说了这么多危害，再讲讲睡眠的意义。
1. 节约能量。可能很多人不同意，因为我们现在是身处一个热量超标的社会。但动物不是，以前吃不饱的我们也不是，生存下来的都是能量利用最大化的，睡眠可以减少能量消耗。
2. 身体还原。睡眠时身体会自我修复，肌肉生长、组织修复、蛋白质合成以及生长激素的释放都是发生在睡觉时。对大脑和认知功能来说，还原论同样适用。清醒时，伴随细胞活动，神经元会产生腺苷，腺苷会让人产生疲劳感，睡眠时则会被清理掉。
3. 大脑可塑。研究发现睡眠对大脑的可塑性至关重要。睡眠不足会影响我们学习、记忆的表现。学习与记忆通常可以用三个过程描述：获得信息，信息巩固（consolidation），以及使用信息，也就是回想。信息的获得与使用都发生在清醒阶段，但是信息巩固过程在睡眠时却会发生。
2016-02-25