本文作者：ZJUN
今天 9 点才回家，改论文凌晨 1 点半才躺下，脑子却停不下来。
「死脑子赶紧睡啊！」明天，哦不对，6 小时以后又要主任大查房，还是手术日。
6 点被闹钟惊醒，7 点半神游着查房，主任说什么你完全没印象，8 点手术开始，11 点下台顾不上吃饭，请同事帮你开好术后医嘱，只为睡上半小时。
睡醒的你，神清气爽健步如飞，效率之高头脑之清醒，让你觉得小睡比睡一夜还有效。
这并不是错觉。上周，Science 新发表的一篇研究，真的找到了短暂睡眠提高认知能力的机制。
睡 20～30 分钟，就能有效提升认知
尽管睡眠有利于认知功能的观点已经存在了⼀个世纪，但⼈们对其潜在的神经机制知之甚少。
11 月 21 日，Science 刊载的这篇研究不仅证实了半小时睡眠能够有效提升认知表现，而且揭示了这一现象背后的机制，可能是睡眠期间大脑皮质区域神经元活动同步性改变。
图源：参考资料 1
研究使用非人灵长类动物——猕猴进行，研究团队选择了视觉皮层的 V1、V4 区和与认知任务有关的背外侧前额叶皮层（dlPFC）三个脑区进行多电极记录，多导睡眠图（PSG）记录睡眠期间的局部场电位（LFP）。
那么，如何确定猕猴已经进入睡？
研究人员一方面通过神经元活动来做判定，另一方面还应用猴子面部视频的训练集去训练深度神经网络软件（DeepLabCut），对「睡眠」和「非睡眠」阶段进行识别分类，以提取猴子的眼睛是睁开还是闭着，以及下巴是否松弛。
图源：参考资料 1
具体的评估认知改变的方法是，猕猴在睡眠前后执行相同方式的图像识别测试，简单来说就是识别两张连续出现的图片是否相同，还会通过旋转图片来增加难度。
研究人员发现，睡觉显著提高了猕猴的测试表现，对难度提高的测试表现也更好。小睡期间 δ 波活动越强，猴子醒来后测试表现越好。那些没有入睡的猕猴并没有表现出同样的脑力提升。
与没有睡着，只是「闭目养神」的对照组相比，睡着的猴子 0.5～4Hz δ 波增长最明显，达到 125.2%，还伴有大脑各区域神经元群同步放电的增加。
此外，研究团队还发现：对猕猴进行 4Hz 的电刺激可以模拟短睡带来的认知改善效果。
研究人员通过对猕猴大脑的视觉皮层进行低频电刺激来模拟短睡的影响。在猕猴清醒时施加了 4Hz 的电刺激，以模仿在 NREM 睡眠中观察到的 δ 波增强的现象。
图源：参考资料 1
这种人工刺激相当于相当于用电流给脑子做了个「SPA」，清醒状态下重现了短睡带来的效应，结果发现，即使不睡，靠这样的电刺激也同样提高了猕猴的测试表现。
尽管「短睡醒脑」的机制已经明确，但确实该研究也存在一定局限性。
既往有学说提出，睡眠能通过清理日常的代谢废物，来执行「修复」，因为代谢废物的累积可能引发不可逆的神经元损伤。
也有研究表明，在 20～30 分钟的睡眠后，清除代谢废物的量可以忽略不计，这种机制不能解释在短时间的小睡中观察到的认知改善。
研究团队表示：要真正证明短睡可以醒脑，下一步一要证明睡着和睡醒后，大脑皮质细胞活动的变化与代谢废物清除机制之间的关系，二要阐明这种关系是否可以在短时间内起效。
午睡时间太久，可能危害更大
「短睡」的重点在于「短」。
你是否也有过准备美美睡个午觉，但一睁眼天已经黑了的经历。不仅半天的时间没了，醒来反而头昏脑涨。
这一现象也已有研究证实——不管是白天打盹还是午间小憩，时间过长反而影响认知。
2022 年一项发表在 Alzheimer's & Dementia 的研究发现，午睡时间和认知功能之间存在双向关系。
图源：参考资料 2
具体来说，对于没有认知障碍的人而言，随着年龄的增长，午睡时间平均每年会增加 11 分钟。然而，轻度认知障碍的人群午睡时间则增加了 2 倍左右，即每年增加 24 分钟；而被确诊为阿尔兹海默症的患者午睡时间几乎增加了 3 倍，即每年增加 68 分钟。
认知水平会影响午睡，反过来看，午睡也同样会影响认知功能。该研究指出，与每天午睡 <1 小时的人相比，每天 >1 小时的午睡，会增加 40% 的痴呆风险。
这就意味着，认知水平越差的人群，午睡的时间就越长，随着午睡的延长，认知状态也会越差。
既然午睡时间过长反而影响认知，那全天的睡眠时间过长或者过短会有什么影响？
复旦大学的科研团队于 2022 年发表在 Nature 子刊的研究从 UK Biobank 数据库中收集了超过 50 万人的数据，发现睡眠时长与智力水平、心理健康状况存在倒 U 型相关，持续睡眠 7 个小时，认知水平最高，心理健康状况最好[3]。2023 年一项涵盖了 90398 位受试者的研究发现了「黄金睡眠 U 型曲线」，研究表明：全天累计睡眠时间低于 7 个小时或超过 8 个小时后，由心脑血管疾病、癌症或其他原因导致的死亡率都会显著提升[4]。
这两项研究结果提示，毎日 7～8 小时，或许是睡眠的「黄金时长」。
图源：参考资料 4
但我们也知道，最关键的问题是——睡几个小时根本不是由我们决定的。
值班、熬夜、急诊手术……乱七八糟的工作突如其来的压力，总是让我们平时熬大夜，周末猛补觉。
虽然我们不能帮您真正解脱，只能祝您：「夜班平安，睡个好觉。白班平稳，有空补觉。」
同时也温馨提示您：「小睡醒脑，可不要贪睡哦～」
致谢：本文经 福建省立医院睡眠医学中心副主任医师 林懿祺 专业审核
策划：ZJUN | 监制：carollero、云也
题图来源：自己做的
参考资料：
[1] https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr3339#core-collateral-purchase-access
[2] https://alz-journals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/alz.12636
[3] https://www.nature.com/articles/s43587-022-00210-2
[4] https://academic.oup.com/biomedgerontology/article/78/9/1717/7143188
