据国外媒体报道,人类一生中大约三分之一的时间都在睡觉。科学家也在讨论为何睡眠时间占据了如此多的时间,目前,最新一项研究表明,人类在特定年龄不同阶段,睡眠状况会存在差异。
近日,国外研究人员使用数学模型表明,婴儿大部分睡眠时间处于“深度睡眠”,也被称为随机眼动睡眠(REM)。与此同时,我们的大脑细胞之间迅速建立新的连接,并不断地扩大,然后当蹒跚学步的婴儿接近两岁半的时候,他们的快速眼动睡眠时间快速减少,因为他们的大脑转换至“维护模式”,大部分睡眠时间用于清洁大脑代谢废物,并进行修复。
同时,研究人员还收集了其他哺乳动物的相关数据,其中包括:兔子、老鼠和豚鼠,发现它们的睡眠可能经历类似的转变,然而,现在判断这些模式在许多物种中是否一致还为时过早。
在2007年《美国国家科学院学报》的一篇研究报告指出,动物大脑体积与脑代谢率能准确预测动物睡觉的时间,这比基于动物整体大小进行的预测更准确。一般而言,拥有较大体积大脑和较低脑代谢率的大型动物比拥有相反特征的小型动物睡眠时间更少。
这一规律普通存在于不同物种之间以及同一物种不同年龄阶段,例如:老鼠比大象的每天睡眠时间更长,新生婴儿每天睡眠时间比成年人更长。然而,睡眠时间随着大脑体积变大而逐渐减少,研究人员希望知道这种变化在不同动物身体上发生的有多快,以及随着时间推移这种变化与睡眠功能是否有关。
为解决这些问题,研究人员收集了关于人类睡眠时间的现有数据,从上千份数据中得出结论。婴儿每天睡眠时间大约是成年人的两倍,他们的睡眠时间中较多地处于快速眼动状态,但长期以来,人们一直不清楚这种状态到底起什么作用。
专家表示,婴儿大脑代谢率高,这是因为它们的大脑细胞建立了许多新的连接,可能与婴儿较多的快速眼动睡眠状态有关。与此同时,大脑皮层(大脑褶皱表面)的细胞代谢率也发生了变化,在婴儿时期,代谢率与脑细胞之间现有连接数量和大脑神经网络建立新连接所需能量成正比,随着大脑重构速率减缓,相应的代谢率也会减慢,因此,相较于成人来讲,婴儿的睡眠时间比较长。
专家称,在人类生命的最初几年里,大脑正在建立大量新的连接,其发展速度很快,这也就是为什么人类的技能学习速度很快的原因。发展心理学家将这称为神经可塑性的“关键时期”。在这个时期之后,神经可塑性并没有消失,但相对应的新连接的构建速度显著减缓,非快速眼动睡眠与快速眼动睡眠的比例也在增加,这支持了非快速眼动对大脑维持比神经可塑性更重要的观点。
展望未来,研究人员计划将该睡眠数学模型应用至其他动物,观察在动物发育早期是否也会发生类似的重构至修复的转变。
(王 超)