在你睡著時，大腦依然忙碌#

Walker 在本章帶領讀者進入睡眠實驗室，透過腦電圖（EEG）的觀察，揭示睡眠不是單一狀態，而是由兩種截然不同的階段所組成的精密系統。

如何定義和判斷睡眠#

從外部觀察，判斷一個人是否在睡覺有幾個特徵：特定的姿勢（通常是水平的）、肌肉放鬆、對外界無反應、容易逆轉（可以被叫醒）、以及遵循近日節律的時間模式。

從主觀經驗來看，睡眠的兩項指標是：(1) 失去對外界的感知——視丘（thalamus）在睡眠時關上感覺閘門，阻擋外界訊息傳入大腦皮質；(2) 時間感的扭曲——你會失去有意識的時間掌握感覺。

科學上確認睡眠，則需要透過多頻道睡眠紀錄（polysomnography, PSG），同時記錄腦波活動、眼球活動和肌肉活動三種訊號。

NREM 與 REM 睡眠的發現#

1952 年，美國芝加哥大學的研究生阿瑟林斯基（Eugene Aserinsky）和教授克萊德門（Nathaniel Kleitman）做出了睡眠研究史上最重要的發現。阿瑟林斯基在觀察嬰兒的眼球運動時注意到，睡眠中有些時段眼球快速左右移動，伴隨著接近清醒時的活躍腦波；另一些時段眼球靜止，腦波緩慢而平和。

他們將這兩種睡眠階段命名為：

• 非快速動眼睡眠（Non-Rapid Eye Movement, NREM）：又細分為第一到第四期，其中第三和第四期為深度慢波睡眠（slow-wave sleep）
• 快速動眼睡眠（Rapid Eye Movement, REM）：腦部活動接近清醒狀態，與做夢經驗緊密相關，因此也稱為夢境睡眠

九十分鐘的睡眠週期#

NREM 和 REM 睡眠在一夜的睡眠中以彼此拉鋸的方式反覆發生，每次循環約為九十分鐘。先是 NREM 占上風，然後 REM 主宰，勝負分曉後重新啟動下一個九十分鐘的戲碼。

一夜中 NREM 和 REM 的比例並非均等分配。前半夜以深度 NREM 睡眠為主，REM 睡眠比例很小；後半夜局面逆轉，REM 睡眠占去更多時間。這個不均等的分配有重大意義：如果你晚睡兩小時，你損失的主要是深度 NREM；如果你早起兩小時，你損失的可能是 60% 到 90% 的 REM 睡眠。

清醒時的腦波：快速而混亂#

你醒著的時候，腦部活動快速狂亂，每秒的腦波週期約三十到四十次，稱為快頻（fast frequency）腦波活動。這些腦波沒有固定的模式，十分不規則。

Walker 用足球場的比喻來解釋：成千上萬的球迷（腦細胞）在球賽開始前各自閒聊，從上方的麥克風（電極）收到的整體對話是混亂的。這就是清醒時的腦波特色。

慢波睡眠：千人大合唱#

當你進入深度 NREM 睡眠（慢波睡眠）時，腦波活動戲劇性地改變：

• 速度減慢為清醒時的十分之一，每秒大約只有二到四個波
• 波動變得更加一致且可預測，像是千人大合唱般整齊劃一
• 深睡腦波主要產生於額葉中央，從腦的前方往後方行進

回到足球場的比喻：現在球迷不再各自閒聊，而是全場同步合唱。這種深度 NREM 睡眠的高度同步現象，其實是我們所知最宏偉的神經合作表現。

在慢波之間，還會出現睡眠紡錘波（sleep spindle）——一串快速而有力的腦波活動，每次持續幾秒。它的功能之一是像夜間行動的軍隊，幫助大腦隔絕外界噪音來保護睡眠。

REM 睡眠：腦像清醒著，身體卻在睡覺#

快速動眼睡眠的腦波活動幾乎與清醒時一模一樣，頻率較快、不同步。MRI 研究甚至發現，腦中某些區域在 REM 睡眠時的活躍程度比清醒時還要高 30%。因此 REM 睡眠也被稱為矛盾睡眠（paradoxical sleep）。

在 REM 睡眠期間，視丘重新開啟感覺閘門，但這次不是讓外界感覺訊息進入，而是讓情緒、動機、記憶的訊息在視覺、聽覺與運動感覺皮質上演出——這就是夢。

Walker 對三種狀態的功能做了精要的區分：

• 清醒＝「接收」（體驗並學習來自周遭世界的訊息）
• NREM 睡眠＝「反思」（新事實、新技能的儲存和鞏固）
• REM 睡眠＝「整合」（為新原料建立彼此之間的連結，並與過去經驗結合）

身體癱瘓：安全做夢的保障#

進入 REM 睡眠時，腦幹會發出強大的訊號經由脊髓往下傳送，讓全身的隨意肌完全癱瘓（稱為鬆弛），你的身體像個布娃娃一樣完全無力。只有控制呼吸等自動功能的不隨意肌繼續運作。

為什麼演化要在做夢時限制肌肉活動？因為我們在夢中經常活躍行動，腦中不斷發出運動指令。大自然量身剪裁了生理學上的束縛衣，防止夢中的動作在現實中演出。

睡得少會讓兩種睡眠更不均衡#

這個章節最重要的實際啟示是：由於 NREM 和 REM 在一夜中的分配不均，任何方向的睡眠縮短都會導致某一種睡眠的嚴重損失。

• 半夜十二點才睡（但八點起）→ 損失大量深度 NREM
• 六點早起（但半夜十二點睡）→ 損失 60%-90% 的 REM 睡眠

這就像只吃碳水化合物而缺乏蛋白質一樣的營養不均衡。NREM 和 REM 睡眠對腦和身體各有不同的重要功能，不管少了哪一種，都會導致身體和心理健康問題。