睡眠和脑电波

睡眠和脑电波

很多世纪以来，科学家对人类活动的各个细枝末节都进行了事无巨细的研究，对人类的睡眠时间却一直兴趣寥寥。睡眠似乎是医学探索无法触及的一个领域，被认为是一种被动的状态，在睡眠期间，身体和大脑处于安静和无反应状态——最适合从空无中创造出意义的诗人和释梦者的一个领域。

但在20世纪30年代，这一情况发生了变化，科学家发现大脑中的化学反应会产生电波，这种电波可以在身体表面被探测到。下一步就是在头皮上放置一些感应电极，捕捉脑电活动记录。这种记录以每秒周数为单位，被称为脑电图（EEG）。最初，这种脑电图是被记录在纸质图表上的，现在脑电图的跟踪记录会直接存入电脑。

根据脑电波所产生的脑区、主体的清醒度，以及所传输信息的迫切程度，脑电波的大小和频率各有差别。这些不同状态产生了不同速度（快和慢）和幅度（大和小）的脑电波。因此，显示在脑电图上的大脑活动图会不断变化，当主体的大脑处于活跃状态，并进行具体的思维活动时，脑波快而小；当主体在休息或处于深度睡眠状态时，脑波大而慢。

为了理解这种脑波记录，可以想象你正站在一个池塘边。你往池塘里扔了一块小石子，引起一阵涟漪，波纹从池塘中央向四周蔓延。不同大脑中心的电流活动就像小石子，产生水波，向大脑各处传播。

当你往池塘里面扔进更多石子时，波纹的类型就会发生变化。扔进一块小石子时，产生的波纹是大而规律的涟漪。如果你扔进一把小

石子，产生的波纹则会相互干扰，变得更杂乱。与此相似，脑电图的类型也取决于在某个观察点大脑中发生了什么。如果多个大脑中心处理信息并发射电波，脑电波就会相互干扰，形成的脑波类型小而不规律，看起来比较混乱。大脑越活跃，脑电波看起来就会越小而快，而且不规律。不怎么活跃的大脑，其脑电图则会呈现一种更大、更慢、更有规律性的脑波类型。

经过对脑电波数年的研究，有一点变得越来越清晰，那就是睡眠是一种高度复杂且活跃的活动。在睡眠过程中，大脑不是一直处于消极停顿状态，而会以一种有序的方式经历若干个不同的活动类型。科学家现在根据脑电波类型、眼活动、肌张力的不同组合，描述几个相互独立的睡眠阶段。在不同睡眠阶段对保持健康成长和白天状态的特殊作用上，研究者的了解在不断增多。

科学家将睡眠分为两大类型：

·非快速眼动睡眠，或安静睡眠。

·快速眼动睡眠，或梦境睡眠。

让人惊讶的是，这两种睡眠类型之间的不同，就像睡眠和清醒之间的不同那样。

安静睡眠

睡眠学家曾把非快速眼动睡眠叫作“一个懒洋洋的大脑在一个活动的身体里”。在这一阶段，思考和大多数生理活动都减慢了速度，但活动仍会发生，在逐渐沉入更深层的睡眠中时，睡眠者常会改变姿势。

从某种程度上来说，人们经常所说的“沉入”或“陷入”睡眠，实际上同非快速眼动睡眠开始时脑电波类型的变化相似。当人清醒时，数十亿个脑细胞会通过发送电子脉冲接收并分析感官信息，调整行动，维持身体功能，这种电子脉冲可以以脑电波的形式被记录下来。同上述一把石子被扔进池塘中的例子相似，当我们醒着时，大脑会产生许多不同的脑电波，这些脑电波相互干扰，相互抵消，表现在脑电活动。

阿尔法睡眠

当你闭上眼睛，神经细胞不再接受视觉输入时，脑电波就会进入一种稳定而有节奏的状态，大约为每秒钟8~12个周波，这就是阿尔法脑波，该段睡眠的特点是平静、放松、清醒。除非有什么事情干扰这个过程，不然你很快就会顺利经历非快速眼动睡眠的四个阶段。

在脑电波图上记录的脑波，可以用来辨别睡眠阶段。阿尔法波出现于眼睛闭合的放松清醒阶段。放松清醒状态向阶段一睡眠过渡的特征是大量阿尔法波消失，塞尔塔波出现。阶段二睡眠的特点是脑波快速短暂活动，这被称为睡眠纺锤波和K复合波。深度睡眠（阶段三和阶段四）则是较大而缓慢的德尔塔波。

阶段一

在从清醒进入浅睡的过渡过程中，阶段一的睡眠大约会持续5分钟。在脑电波图上，最明显的脑电波会减慢到每秒钟4~7个周波，这种脑波被称为塞尔塔波。此时，体温开始下降，肌肉变得放松，眼睛常会缓慢地从一边转到另一边。此时的人会失去对自己周围环境的感

知，但很容易被吵醒。不过，并不是所有人都会以同样的方式经历此阶段的睡眠。如果在此阶段被叫醒，有的人会感觉自己刚才只是打个盹儿，有的人则可能会说自己刚才睡着了。

阶段二

这是真正睡眠的第一步。这一阶段第一次出现时，会持续25分钟，然后就会进入下一个睡眠阶段。此时你的眼睛往往静止不动，心跳和呼吸频率要慢于醒着的时候。大脑的电流活动处于不规律状态。中等大小的脑波同短暂出现的快速脑波混合在一起，这种快速脑波被称为睡眠纺锤波，在此过程中大脑会加速半秒钟或更长时间。大约每两分钟，脑电波跟踪图会呈现一种叫作K复合波的脑波，科学家认为这种脑波代表一种内在警戒系统，可以让你在需要的时候苏醒过来。K复合波可被某种声音或其他外在或内在的刺激引发。在第二阶段的睡眠中，若睡眠者小声说出某个人的名字，K复合波就会出现在脑电波图上。阶段二的睡眠常见于其他各睡眠阶段的转换过程中。从整体上，我们夜里大约有一半的时间处于阶段二的睡眠之中。

阶段三和阶段四，深度睡眠当进入更深层的睡眠中时，会有越来越少的大脑处理中心处于活跃状态，而仍处于活跃状态的脑细胞发射的电流会更加协调。如果按照之前关于池塘的类比，这个阶段你手里的石子开始慢慢减少，每次扔出去的石子越来越少，次数也不再那么频繁。最后，为了防止石子被用完，你每次只会扔出一颗石子。产生的波纹变得更大、更清晰。最终，这种大而缓慢、被称为德尔塔波的脑波成为脑电波图上的主要类型。

阶段三和阶段四合起来被称为深度睡眠，或慢波睡眠。阶段四发生在至少一半脑波是德尔塔波的时候。在深度睡眠中，呼吸会放缓，变得更有规律。血压或脉搏同苏醒时的速率相比，会下降20%~30%。大脑对外界刺激的反应变得迟钝，因此在此阶段睡眠者不易被唤醒。

深度睡眠似乎是身体更新和修复的一段时间。此时流向大脑中的血液减少，大脑平静下来。在该阶段的起始期，脑垂体会释放出一种生长激素，这种激素可以刺激组织生长和肌肉修复。研究人员还发现血液中一些因子的水平会升高，例如激活免疫系统的白介素，因此深度睡眠极有可能帮助身体抵御感染。

正常来说，年轻的成年人大约20%的睡眠时间处于持续半小时的慢波睡眠段，但对于大多数年龄超过65岁的人来说，慢波睡眠的时间会大幅减少。当一个缺乏睡眠的人最后终于睡着时，他会快速度过浅睡阶段，进入更深的睡眠阶段，并且该段睡眠所占的比例会更大，这说明慢波睡眠是一个恢复性的睡眠阶段，你需要这种睡眠来重振元气。

梦境睡眠

做梦发生于快速眼动睡眠阶段，这个阶段被描述为“活跃的大脑在麻痹的身体之中”。此时你的大脑会高速运转，同时眼睛会在闭合的眼睑后面快速前后转动。体温上升，除非有循环系统或其他一些生理上的问题，否则此时阴茎或阴蒂会勃起。血压升高，心率和呼吸加速至白天的水平。产生急性应激反应“或打或逃”的交感神经系统，其活跃程度是清醒时的一倍。虽然这个阶段有这么多活动，但你的身