睡眠 Sleep

睡眠是一種自然發生的生理狀態，具有相對降低的感覺與運動活性、一定程度的意識喪失、及對外在刺激的反應降低(但仍可以喚醒)。睡眠是人一生中花最多時間所做的事，但很少人知道到底是為了甚麼！即便到現在，科學界對於睡眠仍是了解不足，但可確定的是我們都需要睡眠，其對生長、記憶、免疫、神經、與肌肉系統等都有所影響。所有的動物都具有某種程度的睡眠需求，即使是冬眠後的動物都還需要補睡眠；草食性動物睡眠時間似乎較短，而肉食性動物睡眠時間較長，魚類甚至可以只有半個腦在睡覺。一般而言，動物體型越大則睡眠時間越長，而基礎代謝率越低則睡眠時間越短。睡眠曾經一度被認為是為了減少能源的消耗及暴露在危險的環境，因為當不須覓食時，動物大多會尋找一個安全隱蔽的地方睡覺休息，消磨時間，但此一學說無法解釋當面對危險時，若是睡眠不足仍會打瞌睡。(不畏危險也要睡覺！)

生理上睡眠依發生先後與腦波可以分為兩大階段，並重複循環：
一、非快速動眼期(non-rapid eye movement；NREM)：此時期呼吸會變慢、血壓下降、腦血流降低、體溫下降、身體移動減少，主要可分為三期(一次循環約90分鐘)：
第一期(N1)：腦波由清醒時的阿爾發波(alpha waves；頻率 8-13 Hz)，轉為西塔波(theta waves；頻率 4-7 Hz)。此期可發生肌肉抽動(muscle twitches)、臨睡肌躍(hypnic jerks)、及入睡幻覺(hypnagogic hallucinations)的現象；一般在上課或聽演講時打瞌睡，往往就是因為剛入睡至N1期時發生肌肉的忽然抽動或是感到摔下懸崖，而被驚醒。(此期約數分鐘，如果被別人叫醒，常會主觀的認為自己根本沒有睡著！)
第二期(N2)：腦波主要出現睡眠紡錘波(sleep spindles；主要頻率 12-14 Hz)及K-複合波(K-complex)，為睡眠中最長的部份(佔50%)。此時期的肌肉張力下降，且對外界的感官消失。(此期較不容易被叫醒！)
第三期(N3)：又稱為深睡或慢波期(deep sleep；slow-wave sleep)。腦波主要為德爾他波(delta waves；頻率 0.5-2 Hz、伏特數高於75uV )的出現(當德爾他波佔腦波的50%以上時又稱N4期)。此期可出現夜驚(night terror)、夜遺尿(nocturnal enuresis)、夢遊(sleepwalking)、夢囈(somniloquy )等現象。深睡期一般在兩次睡眠週期之後就減少，甚至不再出現，約佔所有睡眠的20%。(此期很難叫醒，若被喚醒會是迷迷糊糊的！)
二、快速動眼期(rapid eye movement；REM)：此期的特點就是眼球會快速轉動，主要發生快速且低伏特數的腦波(與清醒時的腦波類似)，佔所有睡眠的20-25%。此時期的肌肉張力消失，且開始作夢；眼球轉動的神經訊息發自橋腦，視覺訊號則來自次級視覺皮質(作夢雖然主要是視覺，但也可以有聽覺與嗅覺的參予)。隨著睡眠週期的循環，快速動眼期的時間會逐漸增加。(此期若被叫醒，80%會記得所作的夢，且男性的陰莖與女性的陰蒂在此期會一柱擎天；與夢無關！)

每個人所需要的睡眠時間不一，只要第二天不覺得睏或不舒服，就算是擁有適當的睡眠。正常睡眠與人體的生理時鐘(circadian clock)及生理節奏(circadian rhythm)有關：生理時鐘可造成腺苷酸(adenosine)的增加、退黑激素(melatonin)濃度增高、及體溫下降引發睡意，生理節奏則決定清醒的時間；人若熬夜到平時起床的時間之後才去睡覺，將會難以入睡。人在每個時期對睡眠的需求不同；大致而言，由小嬰兒到成年，睡眠時間會由18小時逐漸減少到7-8小時(快速動眼期亦隨者年齡增加而減少)。若是睡眠時間不足會有睡眠債(sleep debt)的現象，引起精神、情緒、及生理上的疲勞，高度認知能力的下降等；同時亦會發生反應性睡眠(rebound sleep)，造成下一次睡眠時深睡期與快速動眼期的時間會延長，尤其是快速動眼期。最近的調查研究發現，睡眠時間不足7小時的人較容易發生高血壓、糖尿病、體重過重等情形，因此心血管疾病的致死機率會增加；但是睡眠時間高於8小時的人，同樣也有死亡率增高的現象(非心血管疾病)。

睡眠與人體的修復、生長、免疫、及記憶有關。深睡期與合成代謝階段(anabolic state)有關，因為在此一時期身體會大量分泌生長激素(growth hormone)。快速動眼期在越小的孩童佔整個睡眠的時間越多，因此咸信與大腦生長發育有關。若睡眠不足會導致記憶力下降，其中深睡期與陳述性記憶(declarative memory)有關，而快速動眼期與程序性記憶(procedural memory)有關。

睡眠中快速動眼期的作夢階段最讓人迷惘，因為夢的無奇不有與荒誕不羈(並非所有的夢都發生在快速動眼期)。佛洛伊德(Sigmund Freud)因為發表夢的解析(The Interpretation of Dreams)開啟了精神分析學派(psychoanalysis)；他認為夢是我們的潛意識。另一學派則認為作夢的原因，主要是腦幹刺激大腦皮質所產生的隨機性神經衝動，再經由前額葉編織成夢；其生理目的在於加強學習與經驗的記憶，鞏固神經傳導途徑。近年來清醒夢(lucid dream)的實驗，說明有的人在作夢時可以清醒的意識到整個夢境(如靈魂出竅般)，更教人感到困惑。(總結目前還是不確定作夢幹什麼！或許是到了另一個世界！)

現代人睡眠困難，大多是因為精神上的憂鬱(depression)或服用藥品所造成。目前已知具大腦興奮性可抑制睡眠的藥品包括安非他命(amphetamines)、咖啡因(caffeine)、可卡因(cocaine)、N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)、哌醋甲酯(methylphenidate)等。一般可促進睡眠的安眠藥物則包括苯二氮基鹽(benzodiazepines)、抗組織胺(antihistamines)、酒精(alcohol)、巴比妥酸鹽(barbiturates)、色胺酸(tryptophan)、退黑激素等。老年人通常難以深睡，並且睡眠易受到環境的影響，因此睡眠時間相對較短且不足。(坐著打瞌睡，躺著睡不著，是人老的象徵！)

腦波的圖片可參考下列網址：
http://cdn.channel.aol.com/body/hv/101940

睡眠週期與生理反應可參考下列網址：
http://somnience.com/images/sleep_cycle.jpg
http://static.howstuffworks.com/gif/sleep-stages.gif

與睡眠有關的腦區可參考下列網址：
http://www.baillement.com/images/neuro-sleep1.gif