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人類睡眠為了遺忘?

2017-02-22

Image description 德國精神科專家證明睡眠確實非常重要,缺乏睡眠會讓大腦不能重啟,神經元活動就會陷於混沌,從而影響健康,甚或妨礙學習及記憶。

較早時《科學》(Science)期刊有2篇論文提供證據:人類睡眠乃為了遺忘每天所學到的事物;為了學習,世人就必須加強大腦神經元之間的連接,或可稱之為「突觸」(Synapse),以此連接神經元,可快速而有效地發送訊號,就像透過電腦存儲記憶。

據《紐約時報》特寫分析,早在2003年,威斯康辛大學麥迪遜分校的生物學家朱利奧.托諾尼(Giulio Tononi)及基婭拉.奇雷利(Chiara Cirelli)就提出,「突觸」在日間生長可令「大腦電路」顯得嘈雜,當睡眠時,大腦得以減少連接,信號足以超過噪音;此後幾年,兩位生物學家與其他研究者發現大量間接證據,足以支持「突觸自穩態假說」(Synaptic Homeostasis Hypothesis, SHY)。

神經元修剪突觸

事實證明,神經元可修剪「突觸」,至少在實驗室裏如此──在對神經元叢做實驗時,科學家給小白鼠一種藥物,可刺激牠們生長額外的「突觸」,之後神經元就會削減生長;實驗室助理科學家路易莎.德.維沃(Luisa de Vivo)對從小白鼠大腦取出的組織加以研究:一些小白鼠清醒,一些則處於睡眠狀態,從而發現睡眠中小白鼠腦中的「突觸」比清醒小白鼠的小18%;其間變化之巨大頗為驚人。

另一項研究則由約翰霍普金斯大學研究員格拉咸.迪林(Graham H. Diering)所領導,他與同事建造一個可窺看小白鼠大腦的小窗口,然後在小白鼠大腦內添加一種化學物質,可照亮「突觸」上的表面蛋白,透過窗口,他們發現在睡眠期間「突觸」表面蛋白的數量下降。

德國精神科專家去年從大腦神經元角度,證明睡眠確實非常重要,缺乏睡眠會讓大腦不能重啟,神經元活動就會陷於混沌,從而影響健康,甚或妨礙學習及其記憶;去年8月發表於學術期刊《自然通訊》(Nature Communications),由佛萊堡大學教授基斯杜.尼森(Christoph Nissen)帶領團隊所撰寫,題為《睡眠能重新校準自我控制和與之相關的大腦皮質突觸可塑性》(Sleep Recalibrates Homeostatic and Associative Synaptic Plasticity in the Human Cortex)。

研究團隊為19到25歲的11位男性及9位女性,加入大腦神經實驗,分為2組,一組可安然入睡,另一組則徹夜不眠,而且指定不可攝入咖啡因;研究結果顯示,失眠一晚,就足以阻斷大腦重啟機制——沒有經休息的大腦神經元就會過載,而過於活躍的腦電波(Electroencephalograph,EEG)活動則讓神經元難以承受,令受試者難以記住事物。

其他研究者警告稱,新發現並不能為「突觸自穩態假說」提供證據;華盛頓州立大學斯波坎分校的睡眠問題研究者馬科斯.法蘭克(Marcos G. Frank)指出,很難判斷大腦在夜間的變化,乃由睡眠抑或生物鐘所引起的,此為普遍問題。

關於睡眠這回事,每天睡8小時,那就至少花掉世人的三分一時間,那麼,世人為什麼要睡眠呢?要搞清楚睡眠,就必須研究大腦及其神經組織,通過研究「腦電波」,世人大致已弄清楚睡眠的各個階段了。

在此一探索過程中,解釋大致可分2類:一為恢復及保養論,那是說,睡眠可幫助恢復精力;曾風行一時的觀點為人們清醒時,大腦會積累某種睡眠因子,達至一定濃度後,須通過睡眠才可「解鎖」,從而恢復精力;另一為功能論,指出睡眠乃為實現某種功能,比如佛洛伊德(Sigmund Freud)就認為,睡眠時的夢境可讓人實現現實中得不到的滿足。

有助治療抑鬱症

托諾尼博士指出,新發現可促使世人審視睡眠藥物在大腦中發揮什麼作用,雖然它們可讓人感到睏倦,然而,亦可能干擾形成記憶所需的「突觸」修剪;因而有此說法:「你可能其實是在損害自己,一旦你知道一點基本事實層面所發生的情況,就可以得到更好的治療思路。」在未來,睡眠藥物或可精確瞄準參與睡眠實驗的患者,確保「突觸」得到適當的修剪。

在抑鬱症的治療法上,有一方法被稱為「治療性睡眠剝奪」(Therapeutic Sleep Deprivation),而此次研究團隊則提出,正因缺乏睡眠會導致大腦陷於混沌,反而可幫助人在短時間內,快速遺忘負面情緒;基斯杜.尼森教授指出,如果強迫患有抑鬱症的人整晚不睡眠,有60%患者的情緒會有顯著改善。

撰文 : 占飛

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