果蠅不睡覺居然不會死,人為什麼不可以不睡覺呢?
2019年03月19日09:37

  來源:科學大院

  對於人類來說,睡眠就是人生的必需品,大多數人一生的睡眠時間超過生命的1/3。

圖源:Wikipedia
圖源:Wikipedia

  如果失去一宿的睡眠,第二天也許只是渾渾噩噩的,感覺渾身乏力,如果失去好幾天的睡眠,認知功能下降。人類最長的不睡覺時間是264小時,是由一個17歲的美國高中生創造的,至今無人打破。毋庸置疑,睡眠對人而言是非常重要的,你根本無法想像失去睡眠,整個人還能怎麼活下去。因此,人們之前也一直認為動物是離不開睡眠的,那麼真的是這樣嗎?

  在這個神奇的地球上,哪怕是睡眠再少的動物,一天下來也得睡上一小會兒。皮糙肉厚的大象,一天得睡3~4個小時,會反芻的長頸鹿也要睡上2個小時。

圖源:pixabay
圖源:pixabay

  科學家曾經對軍艦鳥(Fregata minor)做過研究,在軍艦鳥飛行10天的過程中對其腦電圖進行記錄,發現軍艦鳥可以只用半腦進行工作,半腦來休息,而且出乎意料的是,軍艦鳥每天只睡了一個小時。

  頭上戴了記錄儀器的軍艦鳥記下了相關的腦電圖 圖源: Evidence that birds sleep in mid-flight

  利用睡眠剝奪實驗研究睡眠

  1、什麼是睡眠剝奪實驗

  雖然自然界中沒有完全不睡覺的動物,但人類可以通過剝奪睡眠研究睡眠的重要性。現代社會不可能長期對人類做睡眠剝奪實驗,畢竟這樣太不人性(剝奪睡眠進行刑事逼供),前面介紹的實驗也是觀察得差不多了就結束實驗了,一般來說完全睡眠剝奪都是動物試驗。從1896年Patrick等首次研究睡眠剝奪(Sleep Deprivation, SD)對人體的影響以來,睡眠剝奪在軍事、交通、醫療等領域受到很大關注。

  那麼要如何剝奪睡眠呢?主要有以下幾種方式:

  平台睡眠剝奪技術:把動物(比如小鼠)丟到水裡,因為小鼠害怕水而且無法在水裡休息,就剝奪了睡眠。

  強迫運動睡眠剝奪法:顧名思義,通過動力裝置迫使小鼠不停地運動,同時監控腦電。

  輕柔刺激法:這也是最簡單的刺激方法,如果看到小鼠要睡覺了,就輕輕拍拍籠子把它弄醒,因為研究人員不可能長時間地盯著籠子看,所以只適合短時間的睡眠剝奪。

  其他的還有藥物睡眠剝奪法和剝奪杆睡眠剝奪法,在這裏就不多做描述了,感興趣的可以去搜索一下。

  2、不睡覺到底會不會死?

  對動物進行睡眠剝奪實驗在過去是有的,但結果並不是很完美。比如在剝奪大鼠睡眠的實驗中,發現大鼠被剝奪睡眠後,相對於可以睡覺的大鼠死得比較早。這個實驗結果是符合大家的常識和預期的。

大鼠 圖源:Wikipedia
大鼠 圖源:Wikipedia

  但導致其死亡的根本原因是不確定的,因為在這項實驗中,主要是通過驚嚇的方式剝奪睡眠,被剝奪了睡眠的大鼠由於精神壓力過大,出現了嚴重的全身適應綜合徵(GAS),綜合症伴隨著各種痛苦的症狀,也就是致死的可能性可能死來自保持清醒的精神壓力,而不是單純的睡眠不足,因此很難得到致死的原因是否和睡眠不足有直接關聯。

  以往的實驗並不是不科學,只是實驗做得還不夠完美,導致了結論也不是確定的。要完善剝奪睡眠的實驗,就得消除精神壓力的因素,變成單因素實驗,純粹靠失去睡眠這一條件進行實驗。

  而倫敦帝國學院的生物學家Giorgio Gilestro和他的研究團隊設計了一個實驗儀器,把果蠅關在一個管子裡,基於人工學習的實時視頻目標跟蹤技術,對果蠅進行高通量分析,一旦一隻果蠅不出現活動超過20s,儀器就會輕微地旋動果蠅所在的管子,把溫柔地它叫醒。

  通過這種實驗方式可以觀測到果蠅輕微的一舉一動,哪怕只是微微地用腳彈動了一下,也會被視為清醒狀態,減小誤判,再剛想進入睡眠的時候就溫柔地把果蠅叫醒,這樣就可以消除驚嚇帶來的壓力。

實驗結果發現,失去睡眠基本對於果蠅來說基本不致命 圖源:Science
實驗結果發現,失去睡眠基本對於果蠅來說基本不致命 圖源:Science

  實驗發現,睡眠不足的雄性果蠅壽命和正常果蠅一樣長,而睡眠不足的雌性果蠅壽命也雖然比正常果蠅短,但平均只有三天,平常生活也是該吃吃,該喝喝,該交配交配。要知道,三天對於果蠅來說,也就是一生壽命(40~50天)的6%~8%左右。

  3、睡眠剝奪對於認知功能的損害

  不過,睡眠剝奪對認知功能的損害是很明顯的,並且呈階梯性下降,而不同的認知功能下降的水平不同。所以,根據睡眠剝奪對認知功能的影響程度,將完全睡眠剝奪分為以下幾個階段:

  睡眠剝奪24小時,在日常生活中最為常見,對認知功能帶來部分影響;睡眠剝奪24到48小時,認知功能出現第一次低穀,以及隨後的平台期,認知功能平均下降約20-30%;睡眠剝奪48到72小時,認知功能出現第二次低穀及隨後的平台期,認知功能下降約40-50%;睡眠剝奪多於72小時,日常生活中較為少見,認知功能損害嚴重。

睡眠不足對健康的影響 圖源:Wikipedia
睡眠不足對健康的影響 圖源:Wikipedia

  由此可見,睡眠確實對人來說非常重要,睡眠剝奪會造成認知功能下降,這是可以肯定的,但完全剝奪睡眠會不會致死並沒有定論。

  睡眠剝奪的研究有什麼意義?

  你也許會問,為什麼要做這樣的實驗啊,有什麼意義麼?畢竟睡眠剝奪都是一種刑訊工具。首先,在快節奏的現代生活中,失眠、熬夜都已成為常見的現象,而我們要對抗它,就要先瞭解它。其次呢,臨床上已經廣泛採用睡眠剝奪的方法來誘發癲癇的腦波異常放電以診斷疾病,並作為一種醫療手段治療抑鬱症等精神疾患。對於大腦認知研究來說,睡眠剝奪是研究睡眠對認知作用機製的重要途徑。最重要的意義莫過於,挑戰了目前對於睡眠重要性的認知:動物不會因睡眠不足而死亡。不過,這一結果是一個單因素實驗,實驗變量控製得很好,只是一個“實驗”結果,而非“現實”的後果。

  什麼意思呢?就是果蠅它在實驗室里只是單純失去了睡眠,但其他都是照樣吃吃喝喝,沒什麼生存壓力,而且實驗環境給果蠅提供了一個較安全的生存環境,不用想其他太多的事情,換句話說,如果把果蠅丟到野外,讓它們在險惡的大自然里失去睡眠,也許就會因為睏倦不活那麼長的時間了。

  充足的睡眠很重要

  哪怕睡眠對於生命的延續不是不可或缺的,但它在現實生活中還是必不可少的。畢竟我們可不是活在實驗室的培育箱里,我們要活下去得靠睡眠獲取足夠的精力,以此來完成各種學習和工作,賺到錢才能生存下去,而且你也不是一隻軍艦鳥,也不是果蠅。所以咱們人類還是老老實實每天睡上8個小時吧。

關注我們Facebook專頁
    相關新聞
      更多瀏覽