睡眠不足對警院學員快速反應能力的影響

張珈瑞，魏 毅

（1.包頭市公安局石拐分局 內蒙古包頭 014000；2.南京森林警察學院 江蘇南京 210046）

睡眠剝奪（Sleep deprivation，簡稱SD）是一種較普遍的社會現象，它是指機體因環境、或自身等客觀、主觀方面的需要而部分或全部喪失正常睡眠量的狀態，一般指在24小時中睡眠時間小于4小時。有研究表明，正常人每24小時至少要睡眠7至8小時，如果一個人正常的睡眠無法得到滿足，就會出現睡眠剝奪的現象。完全睡眠剝奪和部分睡眠剝奪是根據睡眠量缺失的不同來區分，本文的研究以完全睡眠剝奪為基礎（即至少持續24小時沒有睡眠），大腦會進入相對疲勞的狀態，主要造成大腦活動區域的偏移，各大腦皮層功能區之間的關聯下降，全腦區域性喚醒水平下降。伴隨睡眠剝奪的時間增加，引起個體注意力、警戒性、反應能力、決策和社會認知等認知功能的改變。

在當前大數據時代下，社會推動著越來越多的社會職業不得不面對長時間連續作業，犧牲正常睡眠周期和睡眠量，其中警察是經常存在睡眠剝奪現象的職業之一。這是因為隨著社會經濟的發展，治安局勢錯綜復雜，由于公安行業職業的特殊性，民警為了維護社會穩定和打擊違法犯罪，要長期處于待命狀態以及面臨繁重的警情，這就使得各類加班成為常態。這種繁重的加班工作，導致越來越多的人民警察得不到必備的休息，熬夜值班、犧牲自然睡眠時間進行連續作業，這必然會誘發民警出現睡眠剝奪現象。

前期的研究驗證了民警快速的反應能力[1]，高效率的巡邏盤查知覺預測[2]，對各類突發事件所必須具備的搜索、識別和預判能力[3]也是衡量民警執法安全和職業素養評估的重要依據[4][5]。雖然，睡眠剝奪對作業者認知功能和反應能力存在嚴重損害且已經在部分睡眠不足從業人員中開展了實驗論證，然而，有關睡眠不足對警員快速反應能力的影響的相關實證研究還沒有展開。因此，本文從認知心理學視角出發，探索睡眠剝奪對警院學員的快速反應能力的影響。研究擬通過測試警員睡眠剝奪前、后在聽覺和視覺簡單反應時、選擇反應時、判斷反應時的變化情況，探究睡眠剝奪對警員快速反應能力的損害。引起警務管理部門對睡眠剝奪導致民警快速反應能力下降的問題的高度重視，為后期采取科學對策提供參考。對該主題的研究既是打造我國民警科學、合理、安全執法和進行警務實戰的需求，也是保障公安隊伍建設良性持續發展的保障。

一、實驗對象

南京森林警察學院各年級學員40名作為本次研究的對象，對其進行睡眠剝奪實驗，所有被試的身心健康均要符合公安部人民警察的錄用標準。被試標準：

其一，身體健康，無高血壓、肝腎功能障礙、心臟、大腦疾病及免疫系統疾病，無精神疾病，無吸毒史等。

其二，心理狀態良好，無心理障礙和疾病。

其三，近一段時間沒有重大生活變故。

其四，實驗前一周不吃藥、不吸煙，不飲用酒、茶、咖啡等刺激神經的飲品。

其五，實驗前保持充足的睡眠以及良好的精神狀態。

其六，40名實驗對象必須均為自愿參加且知曉本實驗的開展目的。

二、研究方法

本研究采用實驗前測、后測對比研究。被試在特定的環境中展開睡眠剝奪實驗，進行睡眠剝奪前、后聽覺和視覺的簡單反應時、選擇反應時、判斷反應時的實驗對比研究。

實驗在南京森林警察學院心理測試實驗室進行。實驗中安排特定的監督員和醫護人員目的在于：保證實驗時沒有其他與實驗無關的干擾因素；發現并提醒被試在睡眠剝奪實驗期間不得打盹或睡覺，不食用或飲用刺激性食品；監督員要時刻保持清醒，觀察被試的狀態，防止被試有不良生理或心理反應，保證被試在實驗期間的安全；監督員應多名，進行必要的輪流替換。被試在休息充分，精神狀態良好的前提下，進行睡眠剝奪快速反應能力前測，24小時的睡眠剝奪實驗后安排快速反應能力再測。為了保證實驗的效果，實驗期間被試不得離開監督員的視線范圍（實驗室），實驗為被試提供必備的飲食，實驗期間被試可以看電視或進行一些娛樂活動，不得劇烈運動等。實驗完成后，監督人員負責送被試回寢室休息。

（一）實驗一：視覺反應時測試

1.視覺簡單反應時測試。手指放在“1”鍵上（注意不要下壓），眼睛注視屏幕。當出現“+”時準備反應，一旦出現數字“6”立即按反應鍵“1”，要求反應又快又準。可以先進行一組練習，練習結束后點擊“空格鍵”開始。要求：①按鍵后數字消失，間隔2-5秒出現“+”然后再出現數字“6”，一共出現40次，需要按鍵40次，按鍵過快判斷為錯誤；②實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

2.視覺選擇反應時測試。用優勢手的食指放在鍵盤上（注意不要下壓），眼睛注視屏幕。當出現“+”時準備反應，一旦出現數字“1”、“2”、“3”、“4”，需要根據出現的數字，在鍵盤上按下對應的數字反應鍵，要求反應又快又準。可以先進行一組練習，練習結束后點擊“空格鍵”開始。要求：①每次按鍵后會出現間隔2-5秒的空屏，然后重復出現上述程序，4個數字每個數字出現10次，共40次，需要按鍵40次，按鍵過快判斷為錯誤；②實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

3.視覺判斷反應時測試。用左右手的食指放在鍵盤上（注意不要下壓），眼睛注視屏幕，屏幕出現設置好的數字，然后出現“+”，緊接著出現數字“1”、“2”、“3”、“4”，需要根據設置的數字，判斷這些出現的數字是否和設置好的數字一致，如果不一致在鍵盤上按“1”鍵，一致則按數字“3”鍵，要求反應又快又準。可以先進行練習，練習結束后點擊“空格鍵”開始。要求：①每個判斷后會有間隔2-5秒的空屏，數字“1”、“2”、“3”、“4”一致和不一致出現4次，共40次，按鍵過快為錯誤；②實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

（二）實驗二：聽覺反應時測試

1.聽覺簡單反應時測試。請被試端正的坐在屏幕前，手指放在“1”鍵上（注意不要下壓），耳朵聽耳機里發出的聲音。當出現“+”時準備反應，一旦出現聲音“滴”后立即按反應鍵，要求反應又快又準?？梢韵冗M行一組練習，練習結束后點擊“空格鍵”正式開始。實驗要求：①反應并按鍵后，聲音消失，間隔2-5秒出現“+”然后再出現聲音，“滴”出現40次，需要按鍵40次，按鍵過快判斷為錯誤；②記實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

2.聽覺選擇反應時測試。繼續上述狀態，用優勢手及食指放在鍵盤上（注意不要下壓），眼睛注視屏幕。當出現“+”時準備反應，一旦耳機里出現聲音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”需要根據出現的聲音次數，在小鍵盤上按下對應的反應鍵“1”“2”“3”，要求反應又快又準。同樣可以先進行一組練習，練習結束后點擊“空格鍵”按鈕開始。要求：①每次按鍵后有間隔2-5秒的空屏，然后重復出現上述程序，4個數字每個數字出現13次，共39次，需要按鍵39次，按鍵過快判斷為錯誤；②每個聲音出現的持續時間為1秒；③實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

3.聽覺判斷反應時測試。用左右手的食指放在鍵盤上（注意不要下壓），發出聲音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”，緊接著屏幕上出現“+”，然后出現設置好的數字，需要根據屏幕上的數字，判斷“滴”出現的次數是否和設置好的數字一致，如果不一致按數字“1”鍵，一致按數字“3”鍵，要求反應又快又準。如發出聲音“滴”后，出現數字“1”按小鍵盤上的“3”鍵，反之亦然。可以先練習，練習結束后點擊“空格鍵”開始。要求：①每個反應后有間隔2-5秒的空屏，聲音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”，一致和不一致各出現6次，共36次，按鍵過快為錯誤；②實驗要求正確的基礎上按鍵反應，記錄反應時間。

三、實驗結果

（一）警員睡眠剝奪前、后視覺快速反應變化測試結果

圖1 視覺快速反應測試結果

SD前視覺簡單反應時為281.11±29.727，SD后視覺簡單反應時為334.59±33.019，t=-11.93 p＜0.001，睡眠剝奪前后被試視覺簡單反應時具有極其顯著性差異。SD前視覺選擇反應時為389.22±25.712，SD后視覺選擇反應時為410.07±32.78，t=-6.985，p＜0.001， 睡眠剝奪前后被試視覺選擇反應時測試結果具有極其顯著性差異。SD前視覺判斷反應時為413.78±35.92，SD后視覺判斷反應時為461.13±41.2，t=-5.736，p＜0.001，睡眠剝奪前后被試視覺判斷反應時測試結果具有極其顯著性差異。警員睡眠剝奪前、后視覺快速反應測試結果見圖1。

根據上圖可知，警員視覺簡單、選擇反應時和判斷反應時在睡眠剝奪前后測試p值均小于0.001，這說明睡眠剝奪后被試視覺簡單、選擇反應時和判斷反應時測試結果均出現明顯下降，差異均具有極其顯著性意義。

（二）警員睡眠剝奪前、后聽覺快速反應變化測試結果

SD前聽覺簡單反應時為389.22±26.987，SD后聽覺簡單反應時為408.01±18.368，t=-7.227，p＜0.001，睡眠剝奪前后被試聽覺簡單反應時具有極其顯著性差異。SD前聽覺選擇反應時為433.67±17.659，SD后聽覺選擇反應時為453.41±21.399，t=3.909，p＜0.01， 睡眠剝奪前后被試聽覺選擇反應時測試結果具有高度顯著性差異。SD前聽覺判斷反應時為450.89±18.136，SD后聽覺判斷反應時為472.41±22.089，t=-5.044，p＜0.001，睡眠剝奪前后被試聽覺選擇反應時測試結果具有極其顯著性差異。警員睡眠剝奪前、后聽覺快速反應測試結果見圖2。

圖2 聽覺快速反應測試結果

根據上圖可知，警員聽覺簡單、選擇反應時和判斷反應時在睡眠剝奪前后測試p值均小于0.001，這說明睡眠剝奪后被試聽覺簡單、選擇反應時和判斷反應時測試結果均出現明顯下降，差異均具有極其顯著性意義。

四、分析與討論

（一）分析

本研究發現，與SD前相比，SD后警員視覺和聽覺反應能力明顯下降。這是因為在通常情況下，人在面對突發事件時處于應激狀態，某些感覺器官被刺激，大腦處于緊張的興奮狀態，大腦神經中會產生多巴胺，這一化學物質將興奮沖動信息沿傳入神經傳到中樞，沿著傳出神經，把中樞所發出的興奮沖動傳到相應的肌肉群，肌肉根據刺激的特點與要求，做出相應的反應回答[6]。然而，如果睡眠缺失，人的大腦皮質會出現氧供應與氧消耗失衡，出現血氧供應不足，這時就會影響神經中多巴胺的分泌，大腦神經各區域連接性下降，興奮信息傳導受到抑制，降低了注意力的集中性和持續性，導致肌肉對外界的反應力下降，從而對人體的快速反應能力造成直接影響，尤其在對那些需要持續關注才能完成的任務的視覺和聽覺反應上最為直觀。

在視覺反應中，個體由枕葉接收視覺信號，傳至前額作分析、判斷以及處理，之后由前額做出決定，傳送至頂部[7]。SD后，長時間視覺注視會引起視覺疲勞，視覺敏感性和聚焦能力下降，視覺刺激激活程度降低，視覺刺激編碼轉譯至注意反應編碼的神經環路可能出現了損害，信息加工處理速度和靈敏程度受到阻礙，從而在一定程度上損害了被試的視覺注意的表現（即作業績效）[8]，最終導致視覺反應時間延長，甚至出現注意瞬脫。

在聽覺反應中，大腦在對外部環境的聽覺刺激進行加工處理和應答時，首先對由感覺器官傳入的刺激信號采用一定的規則，進行信息編碼，然后再進行相應的信息加工處理。個體在睡眠剝奪狀態下，接收到的刺激信號相對于正常狀態的刺激來說可加工信息內容出現匱乏，大腦對其處理和應答程度相應的出現速度下降。同時，睡眠剝奪后的腦疲勞現象的出現，意味著大腦中樞神經在信息編碼上的高級處理功能的損害，而這種損害集中地反應在前額葉的活動機能減弱上[9]，導致相關聲音信號處理功能區域相位相干性的降低，造成了聽覺刺激信息傳遞的不同步性，以至造成聽覺反應相較于SD前的遲緩。

總之，警員在24小時SD后，警員的大腦出現了腦疲勞，這會誘發警員大腦神經中多巴胺的分泌減少，降低注意的持續性以及反應的靈敏性，導致認知信息加工功能紊亂，視覺和聽覺的注意力無法集中，出現視覺和聽覺快速反應能力下降。

（二）討論

上述實驗結果充分說明：警察學院學員在睡眠剝奪下，可能會出現視覺和聽覺注意力變得狹窄、反應遲鈍、感官效應降低等行為，致使學員視覺和聽覺信息加工受損，視覺和聽覺快速反應能力下降的行為反應；睡眠剝奪使得學員處于腦疲勞狀態，認知信息加工能力受到損傷，大腦的視覺和聽覺快速應答能力下降行為。研究結果說明24小時睡眠剝奪后警員視覺和聽覺簡單、選擇、判斷反應時和準確率快速下降，這提示警員的視覺和聽覺快速反應能力受到損害。

睡眠不足對視覺和聽覺的快速反應能力損傷會導致警院學員對外界刺激無法及時接受、預估和判斷，進而不能在最佳時刻有效處理并做出正確決策，不但使自己處于為難或危險的境地，甚至危機到生命安全。對于警院學員來說，在實習工作中，常常面對和正式民警同樣的勤務工作，如巡邏盤查、處理各類案件，大型安保安檢活動等，必要時甚至不斷連續加班和執行夜間勤務活動，睡眠不足自然成為了常態。然而，由于學員警務實戰及執法經驗有限，在實習期間，如果無法對突發事件或潛在危險有效識別甚至做出快速反應以實現安全應對，這對警院學員就可能成為一個極其明顯的安全隱患。因此，該研究結果為我國警察睡眠不足下執勤及實戰等執法工作中快速反應能力下降提供了科學依據，應該引起公安管理部門在警員工作中睡眠不足的危害及睡眠時間的科學化安排的高度重視。

五、研究展望

本文研究結果能為我國公安管理和實戰部門重視合理安排工作時間、保證警察科學充足的睡眠、保障其有良好的認知狀態能夠在面對突發危急事件時及時做出正確的反應提供參考意見。這不僅有利于保證警察自身生命安全，而且也有利于達到快速、依法、安全的執法目的。

當前，該主題的研究只是在特定條件下模擬的實驗研究，與實際情況的生態學效度可能還具有一定的差距，希望未來的相關研究在一線在職民警中直接展開。在未來研究中，應該更加深入開展生態學模擬實驗研究，探索我國不同睡眠剝奪類型對不同年齡段的人民警察的認知信息加工能力的影響。相關主題研究將為保證我國人民警察充足休息提供必備原因證據，也為睡眠不足對我國民警依法、安全、快速決策的危害提供科學性的參考依據和證據。

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[3]魏 毅.步行巡邏盤查犯罪嫌疑人過程中的知覺預測能力研究[J].山東警院學報，2015，(6)：100-107.

[4]魏 毅.知覺預測能力在警察高等職業教育中的探索性研究[J].職教論壇，2013，29，22-25.

[5]魏 毅.警察運動知覺預測能力的培養--我國警察高等教育評估與發展的一個新視角[J].四川警察學院學報，2015，(6)：102-107.

[6]張 梅.影響速度素質的因素分析[J].田徑，2004，(1).

[7]李 寧，汪 曣，郁洪強，王明時.睡眠活動對腦電活動相位相干性的影響研究[J].生物物理學報，2008，24(4)：303.

[8]吳興曲，陳 玖，等.36小時睡眠剝奪對青年軍人視覺--運動聯結機制的影響[J].中國醫學科學院學報，2012，35(4)：443.

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