你有沒有被那些快樂的“起早的人們”惹惱過？你是不是曾經疑惑，那些“夜貓子”這麼晚了不睡？
海豚有時只用半邊大腦睡覺。老鼠如果3個星期不睡覺就會死去，而雄性帝企鵝在整整3個月的孵卵期內可以不睡覺。
睡眠在動物界中是一種無所不在的現象，甚至昆蟲也睡覺。我們人一生有1/3的時間花在睡覺上。
可沒人知道，我們為什麼需要睡眠，睡眠又是如何發生的。
對於睡眠的作用，有幾種說法。
這些說法可分為四類：休息和復原，逃避捕食者，儲存能量以及信息處理。
這些說法可能都是正確的。但是它們沒有一類得到證實或否定。
為什麼睡眠是個如此難解的問題呢？
一個很大的障礙是它的雙重性質。我們睡眠時是在兩種不同的狀態之間切換。第一種稱為慢波睡眠，特徵是整個大腦同步發生的長而起伏緩慢的腦電波活動。另一種是快速眼部活動睡眠（REM），特徵是急劇的大腦活動，跟清醒時的腦電圖差不多。它的外部表現也很明顯：眼球快速活動，肌肉則處於幾近麻痺的狀態（據認為這是為了防止你做出夢中的舉動，即夢遊）。
快速眼部活動睡眠（REM）是在進化的早期階段就出現了，爬行動物、鳥類和哺乳動物都有這種睡眠狀態。它是一種非常活躍和興奮的狀態。
研究解釋REM，一直是睡眠研究的中心。但新出現的一些關於睡眠理論，認為非REM狀態才是真正的睡眠。這些理論認為，REM只是非REM的輔助狀態。
這理論是由斯坦福大學的克雷格-赫勒提出的。
他發現在非REM睡眠狀態中，大腦的電波活動有些異常。觀察腦電圖時，他看到了一些短促而細微的活動，好像是非REM睡眠逐漸向REM狀態轉換。他還發現，這些現象的發生越來越頻繁，直到大腦最終完全轉入REM狀態。
也就是說，進入REM狀態的壓力看來是在一段非REM睡眠狀態中積聚，直到大腦再也無法抑制它。
赫勒說，這有可能是一個突破性的發現。大多數關於睡眠狀態控制的理論都假設有一個外部開關根據預定的時間表（一般90分鐘為一個週期）讓處於睡眠中的大腦從一個狀態切換到另一個狀態。這兩種睡眠狀態都有足夠的時間來發揮各自的作用。
但是向REM狀態一次次不成功的轉換表明，這種變化是由另外的機制來控制的。看起來好像是非REM狀態產生了進入REM狀態的需要，好比清醒狀態最終導致了打盹的壓力。
進一步證實的事實：一段REM狀態的時間與前一段非REM狀態的時間是成正比的，處於非REM狀態的時間越長，就可能需要更多的REM狀態來“恢復”。
根據這種觀點，REM狀態只是作為大腦在非REM狀態之後的恢復階段。
與此同時，神經生物學家特倫斯-謝諾夫斯提出一個假設，認為非REM狀態也具有恢復和休整的作用，它進行與清醒狀態時的艱苦活動有關的“建設性項目”，補充蛋白質，加強突觸，將感受器嵌入細胞膜等。在此過程中你必須是無意識地，這樣才不會有神經活動阻礙它，就像是建築工人在屋裡工作時你需要搬出來一樣。
當大腦完成了某些建設工作後，它就轉入REM狀態做一個臨時報告。實際上就是大腦在一個限定的環境中激活它的某些清醒系統，以測試工作成果，看看還有什麼需要做的。然後它再切換回非REM狀態，繼續它沒有完成的工作。
這些“非REM規則”理論的妙處在於，它們有助於解釋為什麼大腦在一夜的睡眠中會經過幾個非REM狀態和REM狀態的切換，以及為什麼睡眠總是從非REN狀態開始。
如果說兩種睡眠狀態都有各自獨立的功能，那就無法解釋它們怎麼會這樣交替進行。但如果是非REM狀態決定了REM狀態的作用，那麼睡眠狀態的切換一下子就有意義得多了。
另一些理論家的觀點則是，睡眠不僅僅是一個休整和恢復的過程。他們認為，睡眠，特別是REM狀態，在大腦處理信息、分類和儲存記憶，甚至創造性思維中起著重要作用。
認為睡眠在學習和記憶中起著關鍵作用的觀點，它是REM雙螺旋結構發現者之一詹姆斯-沃森提出的，REM狀態負責去除不需要的信息和經歷。
此後，這一領域的研究得到了新的開拓，並找到了不少證據，表明REM狀態與“程序記憶”（學習如何完成諸如騎自行車、彈鋼琴等複雜任務的過程）密切相關。
然而，由於測量發現非REM狀態的作用越來越大，而REM狀態的作用越來越小，研究人員開始認為非REM狀態在信息處理過程中發揮主要作用。
這是一大逆轉。特倫特大學睡眠實驗室負責人卡萊爾-史密斯說：“以前REM狀態一直被認為是最重要的，而現在慢波睡眠的作用正在不斷被提升。”尤其是，大腦處於慢波睡眠狀態時處理空間記憶，比如，在一座陌生的城市裡認路，同時用斷層顯像技術對大腦進行顯像。結果顯示大腦中的海馬區域活動積極，它在空間知識學習中起著關鍵作用。
然後，受試者入睡，在慢波睡眠狀態下，他們的海馬區域所顯示的大腦活動與學習狀態下的大腦活動是一樣的，而且，次日早上他們的認路能力有了很大提高。這說明“慢波睡眠確實與記憶有關。”
在睡眠過程中學習的觀點很吸引人，而且也比較容易為大眾所接受。但並不是所有人都認為它是正確的。就有那麼一小部分強烈的反對派認為，睡眠與記憶沒有任何關係。看來，在有更多的證據出現之前，就連最有吸引力的睡眠理論也只能算是“未經證實”的推論。
閱讀更多 氧秀課 的文章
