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1701063030 最终,我建成了一个关于非同步的醒睡周期的庞大数据库,开始着手寻找其中的模式。我试着描绘了清醒时间相对于先前所有看似可能的变量的图表:先前的睡眠时长,以及醒来那一刻的体温周期的相位。不过,这些图表没有显示任何结果。后来,我寻找了清醒时间和两个先前的变量之间的关系,但仍然一无所获。如果清醒持续时间的规律是存在的,那么可以说,直至今天它仍然难以捉摸。
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1701063034 在这些徒劳的追逐期间,我不断地和我的新导师理查德·克罗瑙尔会面,他满头银发,是一位有着强烈的自信和乐观主义的科学家,他总是会为我腾出时间。他同样喜爱钻研数据,这是我们二人的共同爱好。他也有一个自己喜爱的关于人类昼夜节律运行的模型。在我看来这个模型并不是很有趣,尤其是当我用自己搜集的数据和他的模型之间的差异激怒他的时候。每每这个时候他便会提高声调,与我争执得面红耳赤。我们二人都很倔强。
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1701063036 克罗瑙尔最喜爱的观点之一是:昼夜节律周期中有两个特殊的时间点,在这个时间点上,人们很难入睡,他将之称为“禁区”。他拿出尺子,在栅格图上画了一些平行线,说:“看,受试者从不会在这两个时段内入睡。”我对此深表怀疑——如果你相信了它们果真如此,就很容易找到这样的模式。尽管克罗瑙尔已经意识到了人类自我欺骗的倾向,但他坚持认为,这个区域位于特殊的固定位置,每名受试者都是如此。
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1701063038 无须争吵。我的数据库就可以解决这个问题。如果禁区真的存在,那么在体内非同步期间的就寝时间分布图中,它们就会显示为两个低谷。相反,如果受试者在昼夜体温周期中的任何位置入睡的概率都相等,那么分布图应该是平缓的。
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1701063040 克罗瑙尔是正确的。当我绘制了睡眠起始时间的频率相对于昼夜节律相位的变化图时,两个明显的低谷出现了,各有约2~3个小时宽,中心位置分别位于最低体温时刻的5小时后和8小时前(见图3-4)。
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1701063045 图3-4 入睡可能性及体温变化关系
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1701063047 虽然不是严格的禁区,但是在这两个区域内入睡的概率显著降低。相应的时钟时间可以用前文提到的换算公式进行估算:最低体温大约出现于惯常睡醒时间前的1~2个小时。所以,对于每晚11点入睡,早7点起床的人来讲,数据预示着“早禁区”位于上午10~11点之间,“晚禁区”在晚上9~10点之间,即睡觉前的1~2个小时。
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1701063049 分布图中还有两个峰值,代表周期中最易入睡的时间,从这个意义上讲,这是受试者经常选择的就寝时间(当然,受试者对此毫无意识,因为他们处于时间隔离的状态中)。一个宽峰的中心大致位于体温低谷处,与僵尸区重合,表明此区间内不仅警觉性最低,同时也是睡意最强烈的时间。第二个峰值出现于最低体温之后的大约9~10小时,对应的是午休时间,即外部世界的下午2~3点。这意味着,我们在此时变得困倦并非因为吃了丰盛的午餐,也不是因为户外很热,而是因为我们体内的昼夜节律起搏器控制着它。
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1701063053 克罗瑙尔和我发现,在体内非同步的数据中,午睡时间与睡意最强烈的时间重合。我知道,我们不再会一无所获了。从时间隔离实验中得到的结果不能明显地说明真实世界中的情况。毕竟,两者的环境条件是完全不同的。在牵连过程中,睡眠和体温节律的相位互相锁定,并锁定在24小时的时间上;而在体内非同步期间,睡眠偏离了体温周期,且二者都运行在一个长于24小时的周期中。不过,换算公式给出了关于午睡的相位的正确预测,所以我们或许可以推断出其余的瞌睡节律。果真如此的话,这意味着我们能够找到真实世界中的两个禁区时刻。
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1701063055 几个星期后,在一次睡眠研究会议上,我听到了一个关于卡车单车事故的时间分布情况的演讲,结果与我们看到的分布相同。(单车事故是指卡车弯折、翻倒、撞上桥墩,或自行转向冲入沟渠中,而不是与其他车辆相撞,或肇事司机可能正在方向盘前打瞌睡。)统计数据显示,卡车司机更可能在凌晨5点发生单车事故,其次是在下午1~4点之间,正是午睡时间。最不容易发生事故的时间是上午10点和晚上9点,对应于我们所预测的早晚禁区。原因似乎很清楚:此时司机很少打瞌睡。与僵尸区和午睡时间一样,早晚禁区也必须建立到我们的昼夜节律周期之中。
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1701063057 同一时期,布拉德利医院和布朗大学医学院的睡眠研究者玛丽·卡斯卡顿(Mary Carskadon)正在采用“恒定惯例”研究受试者的脑电波。所谓恒定惯例是一种通过尽可能地扁平化受试者的行为和环境,以揭露其体温周期昼夜节律变化的方法。受试者以一个恒定的仰卧姿势(躺在床上),在室内灯光下保持清醒40小时,每小时喝一次营养饮料。虽然他们在整个时间内都应该是保持清醒的,但事实却并非如此,他们偶尔会进入一种“微睡眠”状态,即大脑会“睡着”几秒种,脑电特征发生瞬时改变。
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1701063059 卡斯卡顿发现,这些无意识的睡眠插曲更可能发生在一天中特定的时间。她在绘制了实验最后22个小时(这个阶段受试者最为困倦)的微睡眠分布图后发现,微睡眠的峰值出现在僵尸区和午睡阶段,低谷出现在两个禁区。
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1701063061 将一切汇总到一起时,相同的分布出现在了微睡眠、交通事故以及体内非同步期间的入睡时间选择上。显然,三者都反映了大脑固有的睡眠和警觉的昼夜节律。
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1701063065 鉴于晚禁区过于靠近习惯的就寝时间,只提前了两个小时,我和卡斯卡顿就想知道它是否与某些形式的失眠有关。到目前为止,我们还没有找到相关证据。我们的时间隔离数据只显示出,体内非同步受试者很少选择在最低体温前的8小时处入睡。问题依然存在:如果人们故意尝试在此时入睡,会感到困难吗?
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1701063067 一些文献中已经给出了答案。20世纪70年代中期,一些研究人员把受试者置于严重缩短的醒睡周期时间表中,测试他们在白天和黑夜中多次入睡的能力。例如,卡斯卡顿和威廉·迪蒙特(William Dement)让斯坦福大学的学生进行了“90分钟一天”的实验,这是一个违反常规的生活规则,每休息30分钟,随后强制清醒60分钟,然后再回到30分钟的休息时间,以此类推,一天重复16次,昼夜不停地持续5天。
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1701063069 有时,受试者可以很好地利用他们宝贵的30分钟休息时间,头一沾枕头就睡着了。但有时尽管筋疲力竭,他们却完全无法入睡。每天,他们的入睡能力有节律地变化着,并与体温周期的相位呈现出强烈的相关性。最难入睡的时间是每晚10:30左右,即达到最低体温前的约8小时处。奇怪的是,这个时间恰恰就在他们正常的就寝时间之前。这令卡斯卡顿和迪蒙特惊诧不已,但现在可以理解了——他们看到了晚禁区的强大影响。
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1701063071 卡斯卡顿发现了更有力的证据,证据显示,禁区会导致入睡性失眠。在康奈尔时间生物学研究所进行的一项实验中,杰夫·福克森(Jeff Fookson)和合作者将一名21岁的健康男子牵连到严格的23.5小时一天的周期中。具体来说,就是将该男子置于时间隔离设施中,他必须严格地坚持作息时间,每天睡觉和起床的时间都要提早半个小时。实验期间不允许小憩,每个周期中只有连续的7.75小时的休息时间。
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1701063073 这位男子经常无法充分利用自己的休息时间:如果他不能立即入睡,就要在床上辗转反侧约3小时之久。随着实验的进行,他睡眠不足越发严重,同时也仍然深受入睡困难之苦。受试者痛苦地抱怨强加在他身上的时间表,一定是某些地方出现了问题,尽管他自己不知道。后来,受试者甚至威胁要退出实验。所有这一切都是将他的一天仅仅缩短了半小时的结果!
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1701063075 卡斯卡顿给出的解释是,缩短的时间表使得受试者体内的相位关系失衡,就寝时间与晚禁区重合,于是他便难以入睡。要理解如何加快时间表会产生这种效果,我们可以将昼夜节律起搏器想象为一条狗,这条狗不情愿地被它快步行走的主人牵着在圆形跑道上奔跑。(与这只郁闷的狗类似,受试者的起搏器倾向于按照其24.7小时的昼夜节律周期运行,却不得不被外界不耐烦地拉着走,希望每24小时走一圈。)现在,如果狗主人加速走得更快,狗也要加快,同时狗链也会拉紧,狗就会越落越远。
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1701063077 对于起搏器而言,这意味着当时间表从24小时加速到23.5小时的时候,所有与起搏器相关的事件(包括禁区)也会同样落后,并转移到相对于时间表更晚的时间。因此,先前安全地位于入睡前1~2个小时的禁区,现在便会危险地接近入睡时间,甚至与之重合。它会待在那里,固定在这个可怕的状态,直到有东西打破这种束缚,将其从牵连中解放。实验的最后一部分支持了这种解释。当施加的周期缩短至23小时的时候,受试者的体温节律就挣脱了束缚,不再与这个缩短到23小时的时间表同步。就寝时间与禁区分离后,受试者的失眠消失了,心情也变得开朗起来。
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1701063079 现实世界中,有人与这名受试者遭遇了相同类型的失眠,原因也相同。受试者固有的昼夜节律周期为24.7小时,所以生活在23.5小时的一天中就非常困难。出于同样的原因,那些昼夜节律周期为25.2小时左右的人生活在24小时的世界中,就会发现自己的就寝时间与禁区发生了重合。这就是折磨着成千上万人的“睡眠时相延迟综合征”的病因。患有该病的患者虽然可以睡得很好,却只能在错误的时间入睡,例如从早晨4点睡到正午,这种权宜之计使得他们无法胜任需要在上午保持警觉的工作。
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