為什么嬰兒時(shí)期的睡眠時(shí)間比成年人多？

為什么嬰兒時(shí)期的睡眠時(shí)間比成年人多：

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，人類一生中大約三分之一的時(shí)間在睡覺，科學(xué)家一直在討論為什么睡眠占據(jù)我們?nèi)绱硕嗟臅r(shí)間，目前，最新一項(xiàng)研究表明，人類在特定年齡不同階段，睡眠狀況會(huì)存在差異。

　　關(guān)于為什么我們睡眠時(shí)主要集中在腦力活動(dòng)的問(wèn)題有兩個(gè)主流解釋理論：一種理論認(rèn)為，大腦利用睡眠來(lái)重組細(xì)胞之間的聯(lián)系，構(gòu)建支持我們記憶和學(xué)習(xí)能力的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);另一種理論認(rèn)為，大腦需要時(shí)間來(lái)清理一天累積的代謝廢物。神經(jīng)科學(xué)家一直在爭(zhēng)論這些解釋哪些是人類需要睡眠的主要原因，但是最新研究表明，對(duì)于嬰兒和成年人來(lái)說(shuō)，年齡不同，他們睡眠的主要原因也不一樣。

　　這項(xiàng)研究發(fā)表在9月18日出版的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上，研究人員使用數(shù)學(xué)模型表明，嬰兒大部分睡眠時(shí)間處于“深度睡眠”，也被稱為隨機(jī)眼動(dòng)睡眠(REM)。與此同時(shí)，我們的大腦細(xì)胞之間迅速建立新的連接，并不斷地?cái)U(kuò)大，然后當(dāng)蹣跚學(xué)步的嬰兒接近兩歲半的時(shí)候，他們的快速眼動(dòng)睡眠時(shí)間快速減少，因?yàn)樗麄兊拇竽X轉(zhuǎn)換至“維護(hù)模式”，大部分睡眠時(shí)間用于清潔大腦代謝廢物，并進(jìn)行修復(fù)。

　　研究報(bào)告作者、美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校圣菲研究所生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)和計(jì)算醫(yī)學(xué)教授范·薩維奇稱，這絕對(duì)是令人震驚的事情，這種大腦模式轉(zhuǎn)換如此快速。

　　同時(shí)，研究人員還收集了其他哺乳動(dòng)物的相關(guān)數(shù)據(jù)，其中包括：兔子、老鼠和豚鼠，發(fā)現(xiàn)它們的睡眠可能經(jīng)歷類似的轉(zhuǎn)變，然而，現(xiàn)在判斷這些模式在許多物種中是否一致還為時(shí)過(guò)早。

　　瑞士伯爾尼大學(xué)兒童與青少年精神病學(xué)和心理治療大學(xué)醫(yī)院的神經(jīng)學(xué)家萊拉·塔魯赫說(shuō)：“我認(rèn)為實(shí)際上這種大腦模式轉(zhuǎn)換可能并沒(méi)有那么明顯，而是更平穩(wěn)，或者個(gè)體之間轉(zhuǎn)換的年齡會(huì)有所不同，大腦發(fā)育的速度因人而異，我們發(fā)現(xiàn)2-3歲之間的數(shù)據(jù)點(diǎn)非?！∈琛！?/p>

　　新興的假說(shuō)理論

　　2007年發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》的一篇研究報(bào)告指出，薩維奇和理論物理學(xué)家杰弗里·韋斯特發(fā)現(xiàn)動(dòng)物大腦體積與腦代謝率能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)動(dòng)物睡覺的時(shí)間，這比基于動(dòng)物整體大小進(jìn)行的預(yù)測(cè)更準(zhǔn)確。一般而言，擁有較大體積大腦和較低腦代謝率的大型動(dòng)物比擁有相反特征的小型動(dòng)物睡眠時(shí)間更少。

　　這一規(guī)律普通存在于不同物種之間以及同一物種不同年齡階段，例如：老鼠比大象的每天睡眠時(shí)間更長(zhǎng)，新生嬰兒每天睡眠時(shí)間比成年人更長(zhǎng)。然而，睡眠時(shí)間隨著大腦體積變大而逐漸減少，研究人員希望知道這種變化在不同動(dòng)物身體上發(fā)生的有多快，以及隨著時(shí)間推移這種變化與睡眠功能是否有關(guān)。

　　為了開始回答這些問(wèn)題，研究人員收集了關(guān)于人類睡眠時(shí)間的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，收集了從新生兒至15歲兒童的數(shù)百個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，他們還收集了大腦體積和代謝率、腦細(xì)胞聯(lián)系密度、身體大小和代謝率、不同年齡階段快速眼動(dòng)睡眠時(shí)間比率等數(shù)據(jù)，研究人員從60多項(xiàng)研究中得出獲得這些數(shù)據(jù)點(diǎn)。

　　嬰兒每天睡眠時(shí)間大約是成年人的兩倍，他們的睡眠時(shí)間中較多地處于快速眼動(dòng)狀態(tài)，但長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直不清楚這種狀態(tài)到底起什么作用。

　　研究報(bào)告作者建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)跟蹤分析所有這些隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)點(diǎn)，觀察這些數(shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)怎樣的模式變化。嬰兒大腦代謝率很高，因?yàn)榇竽X細(xì)胞建立了許多新的連接，這與嬰兒較多的快速眼動(dòng)睡眠狀態(tài)有關(guān)。因此，他們得出結(jié)論稱，嬰兒時(shí)期較長(zhǎng)時(shí)間的快速眼動(dòng)有助于大腦快速重構(gòu)，因?yàn)樾碌拇竽X網(wǎng)絡(luò)形成，嬰兒學(xué)習(xí)新的技能。薩維奇說(shuō)：“這種關(guān)聯(lián)性并不會(huì)很快發(fā)生改變，當(dāng)嬰兒進(jìn)入2-3歲，逐漸地他們快速眼動(dòng)時(shí)間將減少?！?/p>

　　與此同時(shí)，大腦皮層(大腦褶皺表面)的細(xì)胞代謝率也發(fā)生了變化，在嬰兒時(shí)期，代謝率與腦細(xì)胞之間現(xiàn)有連接數(shù)量和大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立新連接所需能量成正比，隨著大腦重構(gòu)速率減緩，相應(yīng)的代謝率也會(huì)減慢。

　　塔魯赫稱，在人類生命的最初幾年里，大腦正在建立大量新連接，其發(fā)展速度很快，這就是為什么我們看到人類的技能學(xué)習(xí)速度很快的原因。發(fā)展心理學(xué)家將這稱為神經(jīng)可塑性的“關(guān)鍵時(shí)期”——大腦細(xì)胞之間建立新連接的能力。在那個(gè)關(guān)鍵時(shí)期之后，神經(jīng)可塑性并沒(méi)有消失，但正如新的數(shù)學(xué)模型所預(yù)測(cè)的那樣，新連接的構(gòu)建速度顯著減緩，非快速眼動(dòng)睡眠與快速眼動(dòng)睡眠的比例也在增加，這支持了非快速眼動(dòng)對(duì)大腦維持比神經(jīng)可塑性更重要的觀點(diǎn)。

　　薩維奇稱，展望未來(lái)，研究人員計(jì)劃將該睡眠數(shù)學(xué)模型應(yīng)用至其他動(dòng)物，觀察在動(dòng)物發(fā)育早期是否也會(huì)發(fā)生類似的重構(gòu)至修復(fù)的轉(zhuǎn)變。

　　研究報(bào)告第一作者、美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校信息、風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)營(yíng)管理系副教授曹俊宇(音譯)稱，我們知道人類大腦發(fā)育在出生之后是不同尋常的，因此可以想象這里描述的人類相變可能比其他物種出現(xiàn)得更早，甚至這種變化是在出生之前。

　　就人類睡眠而言，塔魯赫指出，在快速眼動(dòng)睡眠和非快速眼動(dòng)睡眠期間，腦電波活動(dòng)模式是不同的，考慮到快速眼動(dòng)時(shí)間的變化，未來(lái)的研究可能揭示特定的腦電波活動(dòng)是否會(huì)隨著年齡增長(zhǎng)而塑造大腦。從理論上講，這些模式的中斷破壞可能會(huì)導(dǎo)致嬰兒和幼兒時(shí)期出現(xiàn)發(fā)育障礙，但這僅是一種假設(shè)。(葉傾城)

返回黃鶴樓動(dòng)漫，查看更多。