姚乃琳
睡眠差不多占了我們人生的1/3,可是為什么我們要浪費這么多時間來睡覺呢?
要知道,在動物進化的歷程中,不是所有動物都會睡覺。只有神經系統具備一定復雜程度的動物才會有睡眠這種行為。到目前為止,科學家還沒有在單細胞動物(如草履蟲)、沒有神經元的動物(如成年海綿)或沒有中樞神經系統的動物(如水母)中發現睡眠這種行為。
睡眠的一個最原始的功能就是促進發育。比如,一種非常低等的動物線蟲,它的睡眠發生在每一次蛻皮之前;如果剝奪幼年果蠅的睡眠,會導致它長期的認知和行為缺陷。對人類而言,人類嬰兒的睡眠質量比成年人高很多,胎兒在子宮內的睡眠是大腦發育的重要階段,這也是為什么我們常常把一個人睡得很熟形容為“嬰兒般的睡眠”。

在動物進化的早期,睡眠還能幫助動物應對外界環境壓力和機體的自我修復。比如,線蟲進入睡眠狀態后,可以更好地應對熱、冷、滲透壓等來自環境的壓力,以及促進組織損傷的修復;蒼蠅需要更多的睡眠才能從細菌感染中恢復;人類在身體受到病原體感染或者免疫系統有應激反應時也會睡得更多,所以當我們感冒的時候會特別想睡覺,好好睡了兩三天之后,身體狀態就會恢復不少。
隨著大腦變得更加復雜,動物們逐漸進化出學習、記憶和選擇性注意等高級認知功能,大腦也隨之進化出新的睡眠功能,即睡覺時大腦的突觸可塑性會得到恢復。換句話說,睡一覺可以增強大腦修改回路的能力,也就是快速學習和整合信息的能力。
總之,在進化早期,睡眠可能僅作為一種“低能耗狀態”來節省發育所需的能量。后來,隨著神經系統進化得越來越復雜,這種“低能耗狀態”逐漸受到大腦的控制,發展出更高級的輔助功能,包括促進學習、注意和記憶等。實現這些高級功能的基本前提是突觸可塑性,也就是說,睡眠后期進化出來的高級功能更多是幫助大腦恢復可塑性。