人为什么要睡觉

睡眠的主要作用是让大脑休息，帮助我们记忆。
首先，很明显，睡眠可以帮助我们节省能量。
从进化的角度来看，睡眠一开始可能只有一个简单的功能，随着进化被赋予了新的使命。就像手机是为了打电话而发明的一样，随着科技的进步，我们逐渐开始用手机拍照、上网、发邮件、微信聊天等。研究表明，睡眠并不是大头、记忆复杂的脊椎动物独有的，几乎所有动物都需要睡眠(图1)。跟细菌一样简单，它有昼夜节律。因此，在睡眠的好处中，适用范围最广的物种的好处很可能是最原始的。
图1。每天不同动物的睡眠时长。一般来说，食肉动物和相对安全的动物睡眠时间更长；睡觉时可能被攻击的动物睡眠时间较短。
这个功能大概是为了节能。几乎所有的动物在一天的特定时间都表现出高效率。视力好的动物白天效率更高。靠超声波生活的动物，夜间效率更高，更容易捕捉猎物，更不容易被天敌发现。在睡眠期间，哺乳动物的体温会下降1-2摄氏度，肌肉活动和精神活动都会大大减少，可以节省大量的精力。睡眠可以帮助我们在工作效率不高的时候节约能源，这对挣扎在生存线附近的动物和原始人类至关重要。在食物短缺的季节，动物会通过延长睡眠时间(甚至开始冬眠)来节省能量。
随着进化的发展，一些物种已经摆脱了温饱的束缚，不再像人类那样整日焦虑填饱肚子。甚至有人说睡一晚上只能为我们节省110卡路里左右，相当于一个热狗面包。那是不是意味着我们每天只需要多吃一个热狗面包，就不用睡觉了？显然，答案是否定的。这表明，除了有助于节约能源，睡眠对人类更重要。
其次，睡眠可以帮助我们修复身体和大脑。
如果我们被剥夺了睡眠，为什么我们在身体和精神上都感到非常不舒服？因为睡眠帮助我们的身体和大脑自我修复。睡眠有助于健康，可以促进蛋白质合成，细胞更新，生长激素释放，修复免疫功能。同样，睡眠有助于大脑清除代谢废物，使大脑运行更高效(图2)。睡眠不足往往会在很多方面给我们的身体和大脑带来伤害(图3)。
图2。小鼠大脑中的细胞外(间质)空间是脑脊液流动的通道，会从清醒时的14%增加到睡眠时的23%，让大脑更快地清除代谢废物和毒素[2]。
研究表明，在睡眠期间，抑制性神经递质GABA的释放通常增加。如果睡眠被剥夺，GABA会在神经元中积累[3]，在觉醒时大量释放。觉醒过程中-氨基丁酸释放的增加通常会导致注意力功能的损害[4]。所以睡眠不足往往会导致注意力分散，从而忽略了很多重要的刺激，比如远处红绿灯的变化。工人事故和大学生学习成绩差的主要原因之一是睡眠不足。有人认为睡眠剥夺下开车和酒后开车一样危险。
长期睡眠障碍会给我们带来很多问题。例如，在长期的太空旅行中，宇航员会感到沮丧、易怒、警觉和表现不佳。在南极工作的人，冬天会睡不好觉，情绪低落。一夜的睡眠会激活免疫系统。似乎人体对睡眠剥夺的反应和对疾病的反应是一样的。随着睡眠剥夺时间的延长，人们会出现头晕、震颤和幻觉。
图3。睡眠不足会对身体和大脑造成广泛而深远的伤害。(图片来自互联网)
然而，个人对睡眠的需求是不同的。我们身边有很多“夜猫子”，喜欢晚睡晚起。他们的大脑唤醒水平高于平均水平。研究表明，腺苷可以在觉醒过程中不断积累，引起嗜睡，在睡眠过程中会被清除[5]。普通人通常比“夜猫子”更容易受益于咖啡因的提神效果。原因是咖啡因的机制是阻断腺苷受体来提高觉醒。
第三，睡眠可以帮助我们巩固记忆。
记忆的类型有很多种，既有陈述性记忆，也有非陈述性记忆(参见前一篇文章：记忆的分类及其理论模型)。可以说，记忆是我们应对复杂生活环境的基础。睡眠不足的人通常在记忆任务中表现不佳。相反，如果人们先学点东西，然后马上睡觉，或者只是小睡一会儿，记忆力通常会得到提高[6]。因此，建议学生们在睡觉前好好休息学习，做一些复习。
那么睡眠是如何促进记忆的呢？研究表明，学习期间的大脑活动模式在睡眠期间会“重演”一次，但速度更快(图4)。此外，睡眠期间这些大脑区域的活动水平与第二天技能的提高高度相关[7]。在另一项有趣的研究中，受试者被要求记住几个物体的位置。实验组的人在充满玫瑰香味的环境中做任务，而对照组的人在没有香味的环境中做任务。晚上睡觉时，研究人员给实验组呈现玫瑰香味。结果，那些在记忆任务和睡眠中要求玫瑰花香的人，记忆力得到了提高。当被试再次清醒时，不能带来类似的效果。这一结果表明，在睡眠中再现一些经历有助于增强记忆。
图4。大鼠前额叶皮层的神经元