第4章誰會睡覺?我們該怎麼睡?
猩猩會搭床、用半顆腦袋睡覺、午睡是長壽的祕訣
哪些動物會睡覺?
生命從何時開始睡覺的?或許從大猿開始?或許更早,說不定爬蟲類,或甚至爬蟲類生活在水中的祖先,也就是魚類就開始睡覺了?
由於沒有時光膠囊,要回答這個問題最好的方法,是研究動物界各門成員的睡眠,包括演化上古早和晚近的分支,這讓我們一窺過去的歷史,估算睡眠最初降臨在地球上的時刻。正如遺傳學家杜布藍斯基(Theodosius Dobzhansky)曾經說過:「只有從演化的觀點來看,生物學才有意義。」至於睡眠,出現的時間比所有人預期的都要早,而且影響也更為深遠。
到目前為止,我們研究過的每一種動物都會睡覺,或擁有非常類似的行為,無一例外。這些動物包括昆蟲[1],例如蒼蠅、蜜蜂、蟑螂,以及相近的蠍子(不是昆蟲);魚類,從小型鱸魚到巨大鯊魚[2];兩生類,例如蛙;爬蟲類,像是龜、科摩多龍、變色龍。以上的動物都有真正的睡眠。繼續追溯演化之梯,我們發現所有的鳥類和哺乳類都會睡覺,包括樹鼩、鸚鵡、袋鼠、北極熊、蝙蝠,當然還有我們人類。睡眠是相當普遍的行為。
還有無脊椎動物,例如原始的軟體動物和棘皮動物,甚至更為原始的線蟲,都會享受一段時間的沉睡。這種類似睡眠的狀態稱為「昏睡」(lethargus),在這段期間,牠們像人類一樣,對外界刺激變得缺乏反應。而且就像我們的睡眠遭到剝奪之後,會更快睡著且睡得更熟,線蟲也一樣,這可以透過實驗者的碰觸,看牠們的敏感程度來確認。
從這些線索來看,睡眠有多古老呢?線蟲在寒武紀大暴發時出現,那至少是五億年前。這也就是說,線蟲(以及線蟲的睡眠)比所有脊椎動物都更早出現。由此推測,身為脊椎動物一員的恐龍也很可能會睡覺,我們可以想像,梁龍和三角龍舒舒服服安頓下來,睡一晚好覺的情景!
沿著演化之流更往上溯,我們發現,最簡單的單細胞生物,只要生命長度超過二十四小時的,即使是細菌,也有活躍和不活躍的時期,和地球的明暗週期相配合。科學家現在相信,這種活躍模式是我們自己的近日節律的前身,後來才變成清醒和睡眠的區別。
關於我們為何睡覺,存在著許多解釋,這些解釋常圍繞著一種基本想法:因為清醒會造成損傷,所以我們必須進入睡眠狀態,修復這些損傷;但這種想法不見得是對的。如果這完全搞錯了呢?既然睡眠的用處如此之大,對我們的每種生理面向都非常有益,那麼真正的問題或許應該是:為什麼生物要醒來?
如果清醒狀態總是對生物造成破壞,或許清醒才是演化上的謎團,而不是睡眠。從這個方向,我們可以提出完全不同的理論:睡眠是地球生命的最初狀態,而清醒是後來才從睡眠中出現的。這可能是個荒謬的假說,或許沒有人會認真以待或加以探索,但我個人認為這並非完全不合理。
不管哪種理論為真,我們已經確知的是:睡眠的起源很古老。睡眠似乎與地球上最早的生命形式一起出現,就像DNA等基本特徵,睡眠也讓動物界所有生物有了共同的聯繫。不過,睡眠雖是動物長久以來的共通特性,然而不同物種的睡眠卻有明顯的不同。事實上,這些不同可分為四大項。
有的睡得少,有的睡得多
大象需要的睡眠量是人類的一半,每天只需要四小時。老虎和獅子則每天大睡十五小時。棕蝠完勝所有哺乳類,每天只有五小時醒著,睡覺時間為十九小時。睡覺的總時數,是各種生物在睡眠上最明顯的差異之一。
既然睡眠需求的差異很明確,你可能會以為背後的理由也很明顯。可惜沒有。所有可能的理由,包括體型大小、身為捕食者還是獵物、日行性或夜行性,都不能有效解釋為什麼不同種動物有不同的睡眠需求。至少從親緣關係來看,同一門的物種,睡眠時間應該也類似,畢竟牠們的遺傳密碼也最相似。同一個分類群的其他基本表徵是如此,例如牠們的感覺能力、繁殖方式、甚至聰明程度差不多,然而睡眠卻又違反了這個可靠的模式。松鼠和南美豎毛鼠同樣屬於囓齒動物,但兩者的睡眠需求卻天差地遠,前者睡覺的時間是後者的兩倍:松鼠需要睡15.9小時,而南美豎毛鼠卻是7.7小時。相反的,你可以在相當不同的分類群中找到幾乎相同的睡眠時間,例如小巧的天竺鼠和聰明的狒狒,兩者分屬關係遙遠的不同類群,體型差異更是巨大,但睡眠時間卻同樣都是9.4小時。
那麼,對於各個物種,甚至關係相近的物種睡眠時間(及睡眠需求)不同,我們有什麼解釋嗎?目前還沒有肯定的答案。神經系統的大小、神經系統的複雜度,以及體重之間的關係,似乎或多或少具有指標性:腦相對於體型的複雜度愈高時,睡眠的時間也愈長。這種關係雖然不是很強、也不是沒有例外,但暗示著睡眠需求在演化上的一項功能,是為愈來愈複雜的神經系統服務。隨著漫長的時間過去,演化產生了大腦這個(到目前為止)最頂尖的成就,睡眠的需求只能增加,以照顧這個至為珍貴的生理器官的需求。
不過如果以更周全的角度來看,這個故事也不夠完整,有許多物種大大偏離上述原則的預測。例如負鼠,體重與大鼠幾乎相同,但是睡眠時間多了50%,平均一天達十八小時,在動物世界中只比目前的紀錄保持者棕蝠少了一小時,我們在前面提過,棕蝠每天的睡眠時間高達十九小時。
研究睡眠的歷史中,曾有某個時期科學家懷疑,用睡眠總分鐘數來看待不同物種間巨大的睡眠差異,會不會其實是錯誤的方式。他們猜想,如果評估睡眠的「品質」而非「量」(時間),或許能為解開謎題帶來一線希望。也就是說,睡眠品質高的物種,睡較少的時間應該就能達到需求,反之亦然。這個想法很棒,問題是,我們已經發現相反的關聯性:那些睡得較多的物種,同時也有較深沉、品質較「高」的睡眠。事實上,這些研究常用的品質評估方式(對於外界沒有反應而能繼續睡下去的程度),或許很難評估生物學上真正的睡眠品質,而且用這種方法也無法取得所有物種的睡眠品質評估。有朝一日,當我們能夠評估所有物種的睡眠品質時,才有可能了解睡眠的質與量之間有何關係,並解釋整個動物界中難以理解的睡眠時間差異。
至於目前,對於不同物種為何需要不同的睡眠量,我們能做到的最精準評估,與許多因子的複雜組合有關,包括食性(雜食性、草食性、肉食性)、棲地中捕食者和獵物的平衡、社會網路的存在與性質、代謝率,以及神經系統的複雜度。在我看來,有這麼多因子的參與,表示在演化的道路上,睡眠很可能受到無數力量的形塑,涉及某種微妙的平衡,要滿足動物清醒時存活上的需求(在有限時間內盡可能狩獵或取食,能量的耗費和遭受威脅的風險必須最小化),要能修復器官(如代謝率較高時,需要睡眠時更努力的「清理」),還要照顧到個體所在群集的一般需求。
儘管如此,即使是我們最精細複雜的預測方程式,仍無法解釋睡眠版圖上的邊疆民族:睡得很多的物種(例如蝙蝠),和睡得很少的物種(例如長頸鹿,只睡四到五小時)。我覺得這些特殊物種並不是棘手的個案,反倒有可能掌握了破解睡眠需求之謎的關鍵。對那些仍在嘗試破解動物世界睡眠密碼的人來說,這些物種是受歡迎的挑戰機會,而在密碼背後,或許還藏著我們從未想過的睡眠好處。
做夢,還是不做夢?
各種動物的睡眠還有一項很大的不同,就是睡眠的「組成」,並非所有物種都經歷相同的睡眠階段。我們能夠測量的每個物種,都會經歷非快速動眼睡眠,也就是不做夢的階段。然而,昆蟲、兩生類、魚類和大部分爬蟲類沒有明顯的快速動眼睡眠,也就是我們人類與做夢有關的睡眠類型。只有鳥類和哺乳類,這些演化史上較晚出現的生物,擁有發展完全的快速動眼睡眠。這顯示做夢的(快速動眼)睡眠是較新的演化產品。快速動眼睡眠的出現,似乎在支援非快速動眼睡眠較弱的功能,也可能是快速動眼睡眠在那些功能上較有效率。
水生哺乳類沒有快速動眼睡眠?
然而,說到睡眠,總是會有例外。前面說過所有哺乳類都有快速動眼睡眠,但其實在水生哺乳動物,也就是鯨豚類身上,則還有爭議。某些海洋物種如海豚和虎鯨,違反了哺乳動物快速動眼睡眠的傾向,牠們硬是沒有快速動眼睡眠。雖然在1969年出現過一個案例,顯示一隻領航鯨曾有過六分鐘的快速動眼睡眠,但目前為止我們都還沒有在水生哺乳類身上測得快速動眼睡眠(或起碼符合多數科學家認可的真正快速動眼睡眠)。從某方面來說,這其實很合理:當生物進入快速動眼睡眠時,腦會讓身體癱瘓,全身變得無力而無法動彈。游泳對水生哺乳類來說事關生死,因為牠們必須浮到水面呼吸,如果睡覺時完全無法動彈,就會因無法游泳而淹死。
但是,考慮到哺乳類中的鰭腳類動物(pinniped,這是我最愛的單字排行榜上的字,從拉丁文衍生而來:pinna的意思是「鰭」,pedis意思是「足」),謎團又加深了。如海狗等鰭腳類動物有時生活在水域,有時在陸上。在陸地上時,牠們有非快速動眼睡眠和快速動眼睡眠,就像人類和其他所有陸生哺乳類及鳥類。但當牠們進入海中時,快速動眼睡眠近乎完全停止。海洋中的海狗有快速動眼睡眠,但淺嘗輒止,最多只達陸地上5%到10%的睡眠量。有人觀察到,當海狗待在海洋中長達兩週時,完全沒有快速動眼睡眠,整段時間只仰賴非快速動眼睡眠。
快速動眼睡眠的好處,是否受到這些特殊個案的挑戰?不見得。無疑的,對擁有快速動眼睡眠(甚至做夢)的生物來說,這種睡眠非常有用且具適應性,我們將在本書的第三部討論。而且海狗這類動物回到陸上後,快速動眼睡眠會再度出現,而不是被完全拋棄,也可佐證快速動眼睡眠是有益的。有可能只是快速動眼睡眠對海洋中的哺乳動物來說不切實際,或沒那麼需要。在海中生活期間,海狗或許用非快速動眼睡眠湊合著應付,而對海豚和鯨魚則是不得不持續如此。
我個人倒是不相信水生哺乳類,甚至連鯨豚等,真的完全沒有快速動眼睡眠(雖然會有幾個科學同行認為我是錯的)。我的想法是,這些哺乳類在海中的快速動眼睡眠形式可能不太一樣,或著較難偵測,可能是由於時間很短、發生在我們無法觀察的時機,或藏在我們還未能測量的腦區。
為了替我自己異於主流的看法辯護,我想指出,那些產卵的哺乳類(單孔類動物),例如針鼴和鴨嘴獸,一度給認為是沒有快速動眼睡眠的,但原來牠們的確有快速動眼睡眠,或說至少有其中一種形式。大部分科學家測量睡眠腦波的地方是大腦外側表層,也就是皮質,而牠們的皮質並未表現出快速動眼睡眠典型的紊亂腦波活動。但當科學家往較深處觀察時,漂亮的快速動眼睡眠腦波活動卻在腦基部蹦出來,與所有其他哺乳類身上觀察到的腦波完美吻合。不僅如此,鴨嘴獸的快速動眼睡眠電活動,還比其他所有哺乳類更多!所以鴨嘴獸確實擁有快速動眼睡眠,或至少擁有演化上古早哺乳類的測試版。而充分運作於整個腦部的快速動眼睡眠版本,似乎是在較晚演化出來的更進化哺乳類身上才開始出現。
我相信這類非典型但應該存在的故事,最終將會在海豚、鯨和生活於海中的海狗身上觀察到。畢竟,缺乏證據,並不是缺乏的證據。
鳥類和哺乳類各自獨立演化出快速動眼睡眠
比起海洋哺乳動物快速動眼睡眠的匱乏,還有更讓人玩味的,是快速動眼睡眠在鳥類和哺乳類身上是各自演化出來的。也就是說,快速動眼睡眠在演化的路途上或許曾誕生兩次:一次發生在鳥類,一次在哺乳類。或許有某種共通的演化壓力,讓兩類動物都創造出快速動眼睡眠;就像眼睛一樣,在演化史上曾跨越許多不同分類群,數度獨立演化出來,都是為了同樣的目的:視覺。當一個主題在演化中重複出現,並獨立在不相關的譜系中發生,通常表示那是一種基本需求。
不過,有一項最新研究,顯示有一種快速動眼睡眠的「原型」或許存在於澳洲蜥蜴身上。從演化時間順序來看,比鳥類和哺乳類出現的時間還要早。如果這個發現可以重複驗證,則暗示著快速動眼睡眠的種子,比我們本來的估計早了至少一億年就出現。這個存在於某些爬蟲類身上的種子,或許後來在鳥類和哺乳類(當然包含人類)身上發展得更完全,成為我們現在看到的快速動眼睡眠成熟型態。
不管真正的快速動眼睡眠在演化史上出現的時間,我們的新發現正在快速累積:快速動眼睡眠出現的原因、支援鳥類和哺乳類等溫血動物的哪一些生命需求(如心血管健康、情緒修復、記憶連結、創造力、體溫調節),以及其他動物是否會做夢等等。我們後面會探討到,其他動物似乎也會做夢。
哪一種睡眠比較重要?
暫且不管是否所有哺乳類都擁有快速動眼睡眠,有一樣無可爭議的事實是:在演化上,非快速動眼睡眠最先出現。睡眠剛在演化舞臺上亮相時,就是以非快速動眼睡眠的形式出場。身為名副其實的開路先鋒,非快速動眼睡眠的資歷帶出了另一個吸引人的問題,每次我出去演講時,幾乎都會被問到:非快速動眼睡眠和快速動眼睡眠,哪一種比較重要?我們真正需要的是哪一種睡眠?
你可以用很多方式來定義「重要」或「需要」,所以回答這個問題的方法有很多種。但最直接的方法,或許是選擇兼具兩種睡眠形式的某一種生物,不管是鳥類或哺乳類,然後讓牠整夜不睡,並撐過第二天整個白天。這種方式讓非快速動眼睡眠和快速動眼睡眠移除的程度相當,製造出對兩種睡眠同樣飢渴的條件。問題在於,當再度能夠睡覺的夜晚來臨,一旦有了可以擁有兩種睡眠的機會,大腦會如何分配?兩者的比例相同?或者其中一種多於另一種,暗示它是較重要的睡眠類型?
這類實驗目前已經在很多種鳥類、哺乳類,也包括人類身上進行過許多次,並得到兩項清楚的結果。首先,意料得到的是,在恢復睡眠的夜晚,睡覺時間比先前沒受到睡眠剝奪的普通夜晚長得多;例如人類一般睡眠時間為八小時,經過一整夜沒睡後,隔天的睡眠長度可達十到十二小時。對於睡眠債,我們基本上會用更多睡眠去補償,也就是所謂的睡眠反彈(sleep rebound)。
其次,反彈得更多的,是非快速動眼睡眠。在睡眠完全剝奪之後的第一夜,腦會進行更高比例的深度非快速動眼睡眠,顯示出對它的飢渴。儘管在補眠的「吃到飽」自助餐會上,兩種睡眠都陳列在餐檯上,大腦卻在自己的盤子裡,堆了更多的深度非快速動眼睡眠。所以在重要性的競賽上,非快速動眼睡眠獲勝。
不過,真是如此嗎?
不完全是。如果你持續記錄下去,在第二夜、第三夜,甚至第四夜的補眠中,情勢會發生逆轉。隨著一次次拜訪補眠自助餐的餐檯,快速動眼睡眠逐漸變成主要選擇,非快速動眼睡眠變成配菜。因而兩種睡眠階段都很重要。雖然我們嘗試恢復其中一種睡眠(非快速動眼睡眠)的時間比另一種(快速動眼睡眠)要早一點,但是請不要誤會,大腦對兩種睡眠都會進行補償,試圖挽救某些損失。
然而值得注意的是,不管大腦有多少補眠的機會,均無法補回所有損失。對於整體睡眠時間是如此,對非快速動眼睡眠和快速動眼睡眠各自來說也是如此。對於先前損失的睡眠,人類(及所有動物)永遠無法事後「補回來」,如果讀者能從本書得到一些重要收穫,這就是其中一點。睡眠補不回來的後果令人無法一笑置之,我們將會在第7章和第8章加以說明。
只用半邊的腦袋睡覺
環視整個動物界的睡眠情形,還有第三種驚人的差異:動物睡覺的「方式」,多樣性非常高,某些例子會讓人難以置信。
以鯨豚類為例,牠們只有非快速動眼睡眠,而且還採用單半球睡眠(unihemispheric sleep),也就是一次只有半邊的腦在睡覺!在水中環境,為了維持生存必要的運動,腦必須一直有一側半球是醒著的,但另一側半球則會時不時進入完美的非快速動眼睡眠。儘管兩個大腦半球由很多粗壯的神經相互連結,且和人腦一樣,只相距幾公釐遠,但其中一個半球充滿深沉、有力、規律且緩慢的腦波,另外一個半球則充斥著忙亂、快速、完全清醒的腦波活動。
當然,海豚的兩邊大腦半球也經常同時醒著,相互協調,同時運作。但到了睡覺的時候,兩邊的腦便各自分開運作,一邊維持清醒,另一邊睡著。當一邊睡飽之後,兩邊交換,讓先前清醒的半球可以享受得來不易的非快速動眼深沉睡眠。即使一半的腦睡著了,海豚仍可表現出相當程度的活動,甚至可以進行聲音溝通。
兩個半腦輪流開關的能力,無疑需要高難度的神經工程與架構,而且在自然中也十分稀少。水中生活導致一天二十四小時都必須運動,而自然之母也的確發展出避免完全睡著的方法。然而在清醒時聯合工作的兩個腦半球,得要分開來各自睡覺,這種解決方法看似複雜難解,難道沒有更簡單的方法嗎?顯然沒有。
不管演化對生物提出什麼難題,包括從出生到死亡都不能停止游泳,自然之母還是不能放棄睡眠。睡眠就是如此重要。要不是兩邊的腦半球同時睡覺,就是輪流睡覺。兩種方式都有可能,但一定得睡。睡眠是不能妥協的。
兩邊半腦分開進行非快速動眼睡眠,並不是水生哺乳類獨有的天賦,鳥類也可以。雖然理由不太一樣,但同樣攸關生死:這讓鳥類能用一隻眼睛留意周遭動靜。當鳥類獨處時,有一半的腦及相對應的眼睛(另一側的那隻眼)必須維持清醒,對環境保持警覺,而同時,另一隻眼及相對應的腦便可以睡覺。
而當鳥類群聚在一起時,事情變得更有趣了。有些種類的鳥在成群睡覺時,許多個體會讓兩個半腦同時睡覺。那牠們如何避免威脅?答案非常聰明。這群鳥會排成一行,除了兩端以外,中間的鳥讓兩邊半腦同時睡覺;位於兩端的鳥則沒那麼享受,牠們只有一側半腦進入睡眠。在左端的鳥讓左眼大睜,右端的鳥張開右眼,相對應的半腦會維持清醒。藉由這種做法,牠們對外界威脅有全面的偵測能力,又讓鳥群中能夠睡覺的半腦數達到最大化。到了某個時間點,兩端的守衛會站起來,轉身一百八十度,再度坐下,讓半腦換邊睡覺。
但願人類也可以
看來,我們人類及一些陸生哺乳類不像鳥類和水生哺乳類一樣厲害,不能一次只用半個腦來享受非快速動眼睡眠的好處。
然而,真是如此嗎?
兩份最近發表的研究報告指出,人類有非常輕微的單半球睡眠,而引發這種睡眠的理由非常相似。如果你偵測在家中睡覺的人的腦波,比較他們兩邊半腦的深度非快速動眼慢波睡眠,兩邊的腦波大致上是相同的。但如果你把人帶到睡眠實驗室或旅館等不熟悉的睡眠環境,則他們半邊的腦會睡得比另一半淺些,彷彿清醒時腦注意到現在處於新環境,對安全程度較不確定,而讓半邊的腦稍微維持警覺的情形一樣。而在新的地方睡愈多晚,兩個半球的睡眠就會愈相似。這或許是為什麼有許多人會認床,在旅館的第一夜睡不好覺的理由。
當然,這個現象還遠遠比不上鳥和海豚,牠們的兩個半腦可以完全劃分,各自真正清醒和真正進入非快速動眼深沉睡眠。人類則兩個半腦都得進入某種程度的非快速動眼睡眠。
不過,試著想像,如果人類可以用一半的腦睡覺、一半的腦醒著,我們能夠開創多少可能性!
我必須指出,快速動眼睡眠有個很奇特的地方,即完全不在乎腦分為兩個半球的事實,而且不管你是哪種生物。所有鳥類,不管環境狀況如何,在快速動眼睡眠時總是兩個半腦同時睡覺;只要是能做夢的物種,不管什麼生物都是如此,包括人類。無論快速動眼之夢的功能是什麼(而且功能顯然很多),都需要兩邊半腦同時參與,而且兩邊參與的程度相當。
壓力之下,乾脆不睡覺
各種動物間的第四項不同點,也是最後一項,是在極少數特殊狀況下,睡眠模式有可能消失,這被美國政府視為國家安全議題,而且花了不少納稅人的錢來研究調查。
這種情況不常見,只有處在極端的環境壓力或挑戰下才會發生,如飢餓就是一例。讓生物處於極度飢餓的條件下,則覓食行為會取代睡眠,對營養的需求會把睡眠壓下,但這種情形是暫時的。讓蒼蠅挨餓,牠會醒得比較久,表現出覓食行為。人類也是如此,刻意斷食的人會睡得較少,因為腦會以為食物忽然變少了。
另一個特殊的例子,是虎鯨媽媽和寶寶一同經歷的睡眠剝奪。虎鯨媽媽每隔三到八年會產下一隻小虎鯨,生產期間通常會遠離自己的群體,這使得小虎鯨在生命最初幾週非常脆弱,特別是在必須隨著母親一同游回鯨群時,有50%的小虎鯨在這段旅程中死亡。由於過程十分危險,不管是母親或是寶寶,在整段旅途中似乎都不睡覺。科學家觀察過的虎鯨母子,不曾在路途中表現出確實的睡眠。這在虎鯨寶寶身上更顯得不尋常,因為其他所有現存的動物中,寶寶在生命最初幾天和幾週,對睡眠的需求都是最高的,這也是家有新生兒的父母都知道的事。然而漫長海洋旅途的嚴酷,讓鯨魚寶寶對睡眠的需求逆轉過來。
不過,最難以置信的刻意睡眠剝奪,要屬跨海遷徙的候鳥了。氣候催促著牠們上路,進行好幾千公里的長途旅行,整個鳥群飛行的時間比平常多了許多小時,能夠靜下來充分睡覺的機會便少了很多。但即使如此,大腦還是找出了聰明絕招來爭取睡眠的機會:飛行中的候鳥會進行極短暫的睡眠,一次只有幾秒鐘。這種超強力瞌睡正好足以避免長期睡眠剝奪對腦和身體的危害(順帶一提,人類沒有類似的能力)。
說到因長途飛行而剝奪睡眠的鳥類,最驚人的例子或許是白冠帶鵐了。這種不起眼的小鳥所達成的壯舉,讓美國軍方花了幾百萬美元加以研究。
白冠帶鵐對於完全剝奪睡眠,擁有無可匹敵的韌性(雖然有季節限制),這在人類身上是不可能的。如果你讓白冠帶鵐待在實驗室中,在遷徙的季節(也就是原本應該正在長途飛行的時間)剝奪牠的睡眠,牠完全不會顯現出任何不良後果。不過,如果在遷徙季節之外的時間,對同一隻白冠帶鵐剝奪同樣的睡眠時間,則會導致腦和身體嚴重受損。這種雀形目的小鳥演化出有彈性的生物魔術斗篷,能夠抵抗睡眠剝奪,但只在面臨有生存需求的重大時刻才會發揮神奇效用。
現在,你可以了解為什麼美國政府有興趣找出這種生物斗篷的祕密,他們建立不用睡覺的軍隊。
我們該怎麼睡覺?
人類並沒按照大自然原本的計畫睡覺。我們睡覺的次數、長度,以及上床睡覺的時間,都因現代生活而發生扭曲。
在所有已開發國家,目前多數成人採「一段式」睡眠型態,也就是在夜裡進行一次長時間的睡眠,現在的平均長度少於七小時。
如果觀察還沒有電力的文化,通常會看到很不一樣的情況。例如肯亞北部的加布拉族(Gabra)或喀拉哈里沙漠的閃族(San)等狩獵採集部落,過去數千年來的生活方式改變不多,他們採取「兩段式」睡眠,不過夜裡仍睡得較久(待在床上約七到八小時,達到七小時的睡眠),然後在下午會有三十分鐘到六十分鐘的午睡。
也有兩種睡眠型態混合的例子,依一年中不同季節而定。例如坦尚尼亞北部的哈扎人(Hadza)或納米比亞的閃族人等前工業部落,在較熱的夏季月份採取兩段式睡眠,包含中午三十到四十分鐘的午睡。在較涼的冬季,則轉換成以一段式睡眠為主。
即使是一段式睡眠,在前工業文化中觀察到的睡眠時間,也和我們已經扭曲的睡眠時間不同。平均而言,他們在日落後二到三小時,也就是晚上九點左右便會睡著,睡一整夜後,大約在日出前或日出後不久醒來。你是否曾想過「半夜」一詞的意義?這意思當然是指夜晚進行到一半的時間,或者更準確的說,是太陽週期的中間點。所以,對於狩獵採集文化(以及更早之前的人類)的睡眠週期來說應也是如此。
現在,想想現代文化的睡眠常態。「半夜」不再是夜晚的一半。對很多人來說,半夜是想著再查看一次電子郵件的時間,而那之後又有多少事情拖延上床的時間,我們心知肚明。雪上加霜的是,我們並沒有因此在早上睡得比較晚,補償較晚才上床睡覺的時間。因為做不到。我們具有近日節律的生物特性,加上後工業時代一味追求早起工作的生活方式,讓我們無法擁抱重要的睡眠。曾經我們日出而作,日入而息;現在許多人仍然在日出時起床,但日落時分只是開始收拾辦公桌,接下來仍是忙碌的夜晚。再者,很少人能享受午睡,這更加重了我們睡眠破產的狀態。
人類天生適合「兩段式睡眠」
值得注意的是,兩段式睡眠並非源自文化,而根植於生物特性。不管文化背景或地理位置,每一個人在下午時分都有一個清醒度低落的時段,這刻畫在基因中。觀察午餐後的會議桌,事情就十分明顯。我們可以看到好幾顆頭開始往下點,然後又猛然抬起來,就好像懸絲木偶的操控線鬆掉又突然抽緊。我相信你一定有過這種午後昏昏欲睡的經驗,彷彿睡覺時間無預警的提早到來。
你和開會的人都受到演化的影響,下午的清醒度降低、容易打瞌睡,這稱為「餐後精神不濟」(post-prandial alertness dip,prandial衍生自拉丁文的prandium,意思是「餐」)。這種清醒程度的短暫下降,反映出下午愛睏、傾向午睡和不工作的內在驅力。這似乎是正常生命週期的一部分。如果你因工作需要而必須上臺報告時,盡可能避免下午的中段時段,這不僅是為了你好,也能避開聽眾注意力渙散的時段。
如果站遠一點來看以上細節,很清楚的是,現代社會已經讓我們脫離原本該有的兩段式睡眠;儘管如此,每天下午,我們的遺傳密碼仍試圖發揮影響力。這種分離現象發生於農業社會轉變到工業社會之時,或甚至更早之前。
透過人類學對前工業狩獵採集者的研究,也消除了人類該如何睡覺的普遍迷思。[3] 歷史文獻顯示,在近代早期快結束的時候(也就是十七、十八世紀交接之時),西歐社會在晚上採取兩大段睡眠,間隔以數小時的清醒時光。這兩大塊睡眠時間(有時稱為第一次睡眠及第二次睡眠)之間,他們會閱讀、寫作、禱告、做愛,甚至從事社交活動。
這種習慣很可能只在這個獨特的時代和地理區域出現。目前為止所有前工業文化的研究中,都不曾發現其他類似的分段式夜間睡眠,顯示這應該不是人類演化上的自然睡眠形態,而比較像是在西歐人之間誕生、流行的一種文化現象。再者,從生物節律來看,包括腦活動、神經化學活動、代謝活動,都顯示人類不會自然產生在半夜醒來幾個小時的慾望。
真正的兩段式睡眠模式,是一段連續長時間的夜間睡眠,加上一段較短的午睡,而這有著人類學、生物學和遺傳學上的證據,目前為止在所有人類身上都測量得到。
取消午睡習慣的悲慘下場
如果我們接受了兩段式睡眠是自然睡眠模式,那麼我們能否知道,捨棄兩段式睡眠會如何影響健康?
兩段式睡眠依然在全世界許多午睡文化中觀察得到,包括南美洲和歐洲地中海地區。1980年代,當我還小的時候,曾和家人一起到希臘渡假。我走在希臘大城市的街道上,看到商店櫥窗會掛著牌子,與我在英國習慣看到的牌子很不一樣,上面寫著:上午九點到下午一點營業,下午一點到五點休息,下午五點到九點營業。
如今,這樣的標示在整個希臘也已經很少見了。即將進入二十一世紀時,希臘有著愈來愈高的壓力,要拋棄這種類似午睡的習慣。有一群哈佛大學公共衛生學院的研究者決定要量化這種激烈變化帶來的健康影響,他們調查超過兩萬三千名希臘成年人,包括男性和女性,年齡範圍從二十歲到八十三歲。研究者追蹤了六年,把重點放在心血管的變化,許多人在這段期間結束了午睡的習慣。
結果和無數希臘悲劇一樣,令人心碎,在此就像字面上的意思,以最嚴重的方式發生。研究開始時,這些人沒有任何心臟病或中風的病史,也就是沒有心血管疾病的問題。然而在那些捨棄規律午睡的人身上,相較於維持規律午睡的人,在這六年期間,因心臟病死亡的風險提高了37%。這在勞工身上又格外嚴重,缺乏午睡的死亡風險增加程度超過60%。
這項研究令人印象深刻,透露了明顯的事實:我們和兩段式睡眠的本能習慣切割後,壽命也同時切短了。或許並不令人意外的是,在希臘民風較特殊且保有午睡習慣的地方,例如伊卡里亞島(Ikaria),男性活到九十歲的可能性是美國男性的四倍。這些有午睡習慣的社區,有時被形容為「人們忘了死去的地方」。
自然的兩段式睡眠,可說是從很久以前便記載於我們遺傳密碼中的處方,加上健康的飲食習慣,似乎是長壽的祕訣。
人類是特別的,連睡眠也很特別
現在你已經認識到:睡眠是整個動物界普遍共有的特徵,但在不同物種之間有很大的不同,包括睡眠量(時間長度)、形式(如半腦或全腦),以及模式(一段式、兩段式、多段式睡眠)。那麼,我們人類的睡眠,至少是指未受現代生活干擾下的睡眠形式,是不是獨特的?
關於智人擁有的獨特性,在其他方面已經有許多研究探討過了,例如認知、創造力、文化、腦的大小和形狀等。我們每晚的睡眠是否也一樣,有某些獨特高超之處?前述各類使我們認為人之所以為人的特出理由,也是讓人類學名(Homo sapiens,拉丁文「有智慧的人」之意)得到認證的原因,那麼,我們的睡眠有沒有可能也是尚未被辨認出來的獨特之處?
先從結論說起:我們人類在睡眠方面真的是特別的。相較於舊世界猴和新世界猴,以及如黑猩猩、紅毛猩猩和大猩猩等大猿,人類的睡眠真的獨樹一格。我們睡眠的總時數比其他靈長類明顯短得多(相較於其他靈長類的十到十五小時,我們只睡八小時),然而有不成比例的大量快速動眼睡眠,也就是做夢的階段。我們的睡眠時間中,大約20%到25%是快速動眼睡眠,但其他靈長類平均只有9%!相較於其他猿猴,我們睡眠和做夢時間的數據成了異數。
嘗試了解為什麼有這樣的差異,也會幫助我們了解從猿到人、從樹上到地面上的演化。
從樹上睡到地上
人類是完全在地上睡眠的生物;我們的鼾聲從地面升起(或者有時候會抬高一點,從床上升起)。其他靈長類則是樹棲,睡在樹枝間或巢中,只有偶爾會來到地面睡覺。例如大猿,會在樹頂上建造全新的睡覺用平臺,而且是每天傍晚重建一次。(試想,每天晚餐後,你還要花幾小時,組裝一個新的IKEA床架才能睡覺的情形!)
睡在樹上,某種程度上是演化的智慧選擇。這樣提供了安全的避風港,可以避開地上狩獵的大型捕食者(例如鬣狗),以及吸血的小型節肢動物(如蝨子、跳蚤、蜱)。但是當你睡在高度六到十五公尺的半空中時,可不能掉以輕心。如果你在樹枝上或巢中睡得太放鬆,只要一隻手或一條腿擺錯位置,就有可能被地球重力送往生命的終點,讓自己從人類基因庫中退出。
快速動眼睡眠時尤其要注意,那時你的腦讓全身的隨意肌癱瘓,你完全癱軟無力,就像是完全沒有張力的肌肉包著一袋骨頭。你大概不曾嘗試把菜市場買的一大袋東西放在枝頭上,但我可以保證這絕非易事。即使你成功讓它暫時達到平衡,也不會維持太久。對我們的靈長類老祖宗來說,睡在樹上要維持身體平衡,是一種挑戰,也是危險,而且也明顯對睡眠設下限制。
智人之前的直立人(Homo erectus)是最早真正的兩足動物,以兩隻腳和直立的身體自由行走。我們相信直立人也是最早真正在地面上睡覺的例子。他們擁有較短的手臂和直立的姿勢,不大可能可以在樹上生活和睡眠。
既然有豹、鬣狗、劍齒虎(這些動物都可以在夜間狩獵)四處潛行,而地面上又遍布著吸血生物,那麼直立人(連帶還有智人)又如何在充滿捕食者的睡眠環境中生存?部分解答是火。雖然還有一些爭議,許多人相信直立人是最早開始用火的生物,而火是使我們可以從樹上走下來、生活在大地上最重要的催化劑之一(即便不是最重要的催化劑的話)。火也是為何我們能夠安全睡在地面上的最佳解釋,火可以嚇阻大型肉食動物,而煙則是夜間薰蟲的好幫手,讓喜歡叮咬皮膚的蟲子避之唯恐不及。
不過,火也不是完美的解答,睡在地面上還是有風險,因此演化壓力使得我們發展出更高的睡眠品質。直立人之中能夠睡得更有效率的人,會更容易生存下來。演化讓我們古老的睡眠形式變得較短,但在品質上變得更緻密,特別是讓快速動眼睡眠的量提高。
事實上,和自然之母經常顯示出的智慧一樣,問題本身變成解答的一部分。也就是說,睡在安穩的地面而非危險的枝頭,正可驅動快速動眼睡眠的發展提升,同時花在睡眠的時間則得以適度減少。不再有跌落的風險後,也是人類演化史上頭一遭,可以盡情享用身體無法動彈的快速動眼睡眠和做夢,而不用擔心地心引力的套索把自己從樹頂拉下去。我們的睡眠因此變得「濃縮」:時間縮短,且較為堅實,含有大量高品質睡眠;特別是快速動眼睡眠,腦沉浸於其中,快速提升複雜度,促進神經連結。確實有一些物種的快速動眼睡眠總時數超過人類,但沒有其他物種讓快速動眼睡眠的比例變得如此豐盛,慷慨提供給智人既複雜又有著高度連結的大腦。
使人類到達演化金字塔的頂端
根據這些線索,我提出一個理論:從樹稍到地面的睡眠革命,是讓智人能夠攀升到演化金字塔頂端的關鍵催化劑。讓人類不同於其他靈長類的重要特徵至少有兩項,而我主張這兩個特徵都受到睡眠(特別是高密度的快速動眼睡眠)的正向影響:一、我們社會文化的複雜程度;二、我們有智慧的認知能力。快速動眼睡眠以及做夢本身,使人類這兩項特徵的發展更為順暢。
首先針對第一點,我們已經了解到快速動眼睡眠會精細的重新校準及微調人類腦中的情緒迴路(在本書第3章討論過)。由於這種能力,我們本來較原始的情緒很可能變得更豐富,並得到理性的控制,我認為這項改變對於智人在生物世界的快速崛起有重大貢獻。
舉例來說,人類文化中到處充滿社會情緒訊號,包括明顯和不明顯的臉部表情、或大或小的肢體語言,甚至群體行為,而我們知道快速動眼睡眠提升了我們辨認這些社會情緒訊號的能力,讓我們能自在操縱這些千變萬化的訊號。只要想想某些類型的障礙疾患,例如自閉症,就可以了解到,當掌握情緒的能力不完整時,在社會中的處境會增加多少困難和挑戰。
有一件相關的事情是,由於快速動眼睡眠使我們的辨識及理解能力更為敏銳,因此能幫助我們做出更聰明的決定和行動。更明確的說,這種每天都能冷靜掌握情緒的能力(也是所謂「情緒智商」的關鍵),仰賴夜復一夜充分的快速動眼睡眠(如果你忽然想起某些不太冷靜的同事、朋友、公眾人物,你可以合理懷疑與他們一天的睡眠時數有關,特別是有沒有獲得早晨時分富含快速動眼睡眠的階段)。
其次,更重要的是,如果把個人得到的好處在團體或部落的層級中加成起來,全體人類都在長久歷史中體驗到更豐富且密度更高的快速動眼睡眠,我們就會發現,夜復一夜發生的快速動眼睡眠,不僅使得我們調控情緒的能力快速發展,而且呈指數方式提升。情緒智商得到加強,誕生了嶄新且更精細的人類社會生態,幫助人類能夠開創規模更大、情緒上機敏穩定、具有情感連結、高度社會化的人類團體。
我要再進一步主張,情緒調節正是快速動眼睡眠(或說是所有形式的睡眠)帶給哺乳類最有影響力的功能,甚至可以說是地球生命有史以來獲得的最大優勢。能夠處理複雜情緒,有非常大的演化優勢,而這種優勢往往受到忽視。
人腦可以演示非常多樣的情緒,接著深切體驗,甚至調控這些情緒。進而我們可以辨認他人的情緒,並影響他人情緒的形成。透過個人內在與人際之間的情緒過程,我們可以與他人結盟、形成團體,甚至超越團體而形成更大的社會,充滿各種有力的架構與意識型態。這種乍看之下是快速動眼睡眠帶給個人的小小資產,我相信其實是人類作為一個整體時,在生存優勢上最有價值的東西。
快速動眼睡眠給我們的第二項演化上的貢獻,是創造力。非快速動眼睡眠幫助新習得的資訊妥善轉換,放置在大腦的長期儲存位置。然而,讓這些全新鑄造的記憶,與你整個人生自傳的目錄融合在一起的,是快速動眼睡眠。
發生在快速動眼睡眠的融合過程,把本來無關的訊息連結起來,引發了有創意的新洞見。透過每一次睡眠週期,快速動眼睡眠把腦中訊息串連成巨大的網路。用比喻的方式來說,快速動眼睡眠甚至可以站遠一點,看見貫穿整體的脈絡,察覺某種具有普遍性的東西;也就是看出全部訊息加總起來會產生什麼意義,而不只是呆板的條列式事實。因而我們有可能在早上醒來時,忽然發現先前感到棘手的問題有了解答,或甚至有了全新的原創性想法。
於是,快速動眼睡眠幫助編織出來的社會情緒華麗織毯上,誕生了夢境睡眠的第二項好處:創造力。
人類的聰明才智大幅超過最親近的對手(靈長類或其他動物),對此我們應當覺得戒慎敬畏。黑猩猩是我們現存最接近的靈長類親戚,在地球登場的時間比我們早約五百萬年,有些大猿則早了一千萬年。這些物種儘管有這麼漫長的時間機會可以發展,牠們不曾登陸月球、製造電腦或發展疫苗,而我們人類做到了。睡眠,特別是會做夢的快速動眼睡眠,應當就像語言和使用工具一樣,是建立起人類獨特才智與眾多成就的因子之一,但未受到相應的重視(甚至有證據顯示,睡眠也塑造了語言和使用工具)。
儘管如此,在塑造人類成就的重要性上,快速動眼睡眠帶來的情緒能力還是比創造力更重要。創造力是演化上強有力的工具,確實是如此,但大致還是局限於個體身上;如果沒有富含情感、具合作性的社會連結,有創意的巧妙解決方案只能留在個體,而無法擴散到整個群體。
演化上的良性循環讓我們稱霸全球
於是,我們看到了演化上自我實現的經典良性循環:人類從樹上轉移到地面上睡覺,導致比其他靈長類更豐富的快速動眼睡眠,從中出現了急速增加的認知創造力、情緒智商,進而帶動社會日益複雜。再加上我們的大腦密度愈來愈高、連結愈來愈強,得以發展出更具優勢的每日(及每夜)的生存策略。我們在白天愈是努力使用這些不斷成長的情緒和創造力迴路,在夜裡就愈需要更多的快速動眼睡眠,來修復、重整這些高度使用的神經系統。
這樣的正回饋加速增長的同時,我們建構、組織、維持並刻意塑造愈來愈大的社會。快速提升的創造力因而傳播得更快、更有效率,甚至由於快速動眼睡眠愈來愈長,更加強了情緒和社會的精細程度。因而快速動眼睡眠(和做夢)與其他許多因子,一起導致人類快速崛起,使我們成為(由睡眠促成的)新超級強權,具有社會性且制霸全球,無論結果是好是壞。
- 昆蟲等體型很小的物種,由於我們無法記錄其腦部的電活動,所以證明牠們會睡覺的方式,是使用第3章提及的全套行為特徵,就像我們在潔西卡的例子中看到的:靜止不動、對外界的反應減少、很容易喚醒。另一個準則是,當生物看似睡眠的行為受到剝奪時,在干擾停止後,牠們睡眠行為的驅力應該會增加,也就是會表現出「睡眠反彈」。
- 鯊魚曾被認為不會睡覺,部分原因是牠們從不闔眼。但鯊魚的確有明顯的活躍和不活躍階段,類似清醒和睡眠。現在我們已經知道,鯊魚從不闔眼的理由,是因為牠們沒有眼皮。
- A.Roger Ekirch, At Day’s Close: Night in Times Past (New York: W. W. Norton, 2006).

