從胎兒到老年的睡眠變化#
Walker 在本章追蹤睡眠在人生各階段的劇烈變化,從子宮中的胎兒到步入暮年的長者,每個階段的睡眠都有獨特的特徵和重要功能。
胎兒的睡眠:大量 REM 建構大腦#
人類胎兒在出生之前,絕大部分的時間都處於類似睡眠的狀態。在子宮內的發育階段:
- 一天二十四小時中,約有六小時 NREM 睡眠、六小時 REM 睡眠,以及十二小時的中間型態睡眠
- 只有進入最後的第三孕期時,胎兒真正清醒的微光才會浮現,每天只清醒約二到三小時
- 懷孕的最後兩週,胎兒的 REM 睡眠會提升到一天將近九小時
- 出生前最後一週,REM 睡眠達到每天十二小時——是一生中的巔峰
媽媽感覺到肚子裡的寶寶踢腳或亂動,其實大多是快速動眼睡眠的典型隨機腦部活動造成的結果。胎兒的腦在 REM 睡眠間仍會產生強大的運動指令,而由於身體癱瘓機制尚未成熟,這些指令就以狂亂的身體運動自由表現出來。
REM 睡眠對大腦發育至關重要#
胎兒腦內各個部分的建造,在第二和第三孕期迅速進行,正是 REM 睡眠量衝上天頂的時期。REM 睡眠的角色如同:
- 為腦中的新社區安裝光纖網路,刺激神經通路的旺盛生長
- 在神經通路末端裝置健康的突觸,這個過程稱為突觸新生(synaptogenesis)
1990 年代的大鼠實驗證實:
- 光是阻斷新生大鼠的 REM 睡眠,腦部發育進度就會變得遲緩
- 被剝奪 REM 睡眠的大鼠嬰兒,大腦皮質的建築工作停擺,只蓋到一半就不再成長
- 即使後來恢復 REM 睡眠,建構速度也無法完全跟上原本的進度
嬰兒的腦若缺乏睡眠,就永遠無法建構完全。每小時的 REM 睡眠都彌足珍貴。
自閉症與睡眠的關聯#
最近的研究發現,REM 睡眠缺乏和泛自閉症障礙(autism spectrum disorder)之間有關聯:
- 自閉症兒童的近日節律較微弱,褪黑激素的二十四小時升降較為平緩
- 自閉症兒童的睡眠總時數少於非自閉症兒童
- 最引人注意的是,自閉症患者的 REM 睡眠比非自閉症兒童少了約 30% 到 50%
考慮到 REM 睡眠在發育中的角色是讓腦建立平衡的突觸連結,研究者迫切想知道:缺乏 REM 睡眠是否為造成自閉症的因子之一。動物實驗也顯示,嬰兒時期被剝奪 REM 睡眠的大鼠,到了青春期及成年期,變得比較不願進行社交活動,也比較孤僻。
酒精對胎兒和新生兒睡眠的衝擊#
酒精是我們目前所知的最強 REM 睡眠抑制因子之一:
- 懷孕期間大量飲酒的孕婦,其新生兒花在 REM 睡眠的時間少很多,REM 睡眠的腦波品質也明顯不正常
- 即使是偶爾喝一到兩杯紅酒,也會讓未出生寶寶花在 REM 睡眠的時間顯著減少,REM 睡眠的強度降低
- 在有酒精的情況下,胎兒的呼吸次數從每小時三百八十一次掉到只有四次
- 哺乳期間飲酒同樣會影響嬰兒:寶寶的 REM 睡眠受到抑制,減少了 20% 到 30%
流行病學研究已經找到懷孕期間飲酒和自閉症等神經精神疾病之間的關聯。阻礙或減少新生動物的 REM 睡眠,會妨礙和扭曲寶寶的腦部發育,導致成年後的社會關係異常。
兒童期:從多段式變成一段式#
新生兒和幼兒採用多段式睡眠:一整天有很多段睡眠,中間隔著很多段醒來的時間。隨著寶寶長大:
| 年齡 | 睡眠模式變化 |
|---|---|
| 三到四個月 | 視交叉上核開始顯現近日節律 |
| 滿一歲 | 近日節律成形,白天清醒較長、夜晚睡眠較長 |
| 四歲 | 以近日節律為主,兩段式睡眠(夜間 + 午睡) |
| 兒童晚期 | 完全轉變為一段式睡眠模式 |
在睡眠組成方面,六個月大的嬰兒 NREM 和 REM 各占一半;到了五歲時,比例變為七比三(NREM 占多數)。直到青少年晚期,NREM 和 REM 最終穩定在八比二的比例。
深度睡眠幫助青少年的腦成熟#
為什麼兒童晚期到青少年前期,睡眠從 REM 為主轉向以深度 NREM 為主?
- 出生後初期:發育的重要任務是為大腦增建大量神經快速道路和連結,REM 睡眠扮演關鍵角色
- 兒童晚期和青春期:工作目標從擴建轉為縮減規模,修剪先前過度擴張的神經連結,以效率和效果為目標。深度 NREM 睡眠的雕塑之手上場
睡眠研究先鋒芬伯格(Irwin Feinberg)進行了超過十年的縱向研究,累積了超過三千五百份整夜睡眠測量數據,總時數達到三十二萬小時。他的關鍵發現:
- 深度睡眠腦波的變化,總是比腦中認知與發育的里程碑早了數週到數個月發生,暗示深度睡眠是腦部成熟的驅動力
- 成熟過程從後腦開始,穩定朝著前方進展。最後一站位於額葉前端——負責理性思考和批判性決策的地方
- 這解釋了為什麼青少年的腦比較不理性、更傾向冒險:因為額葉是最晚得到睡眠催熟處理的區域
深度 NREM 睡眠與思覺失調症
深度 NREM 睡眠對青少年大腦的重要性,也提供了理解精神疾病的線索。有罹患思覺失調症高風險的年輕人,以及已患病的青少年和青年,他們的深度 NREM 睡眠減少為正常值的三分之一到二分之一。腦部突觸修剪的異常模式,特別是在掌管理性、邏輯思維的額葉,正是思覺失調症的主要症狀。
青少年的晝夜節律大幅延後#
青少年在腦部繼續成長的同時,還面對兩項不利的挑戰:
近日節律的改變:在青春期時,視交叉上核的時程會明顯往後移。這是普遍的生物學現象,不分文化或地理位置:
- 九歲兒童:近日節律讓他們晚上九點左右想睡
- 十六歲青少年:近日節律劇烈變化,褪黑激素上升和夜間睡眠指令還要好幾個小時才會來到。晚上九點時毫無睡意,反而仍處於清醒的高峰
要你青春期的子女在晚上十點上床睡覺,就相當於要身為成年父母的你在晚上七點或八點就寢。青少年的晚睡晚起不是因為懶惰,而是強烈生物性的近日節律改變,無法靠意志力逾越。有智慧的父母應當接受這個事實。
Walker 提出了一個演化上的解釋:自然之母把青少年的時程後推,讓他們有幾個小時的時間獨立於父母行事,有利於學習從依賴父母轉為自我獨立。
中年和老年的睡眠#
隨著年紀漸長,睡眠出現三項主要的改變:
一、睡眠的質與量降低
- 深度 NREM 睡眠的衰退在三十歲前後就已發生
- 進入四十歲中後期,深睡腦波的質和量都明顯減退
- 到了七十歲,老化會剝奪你 80% 到 90% 的深度睡眠
- 產生深度睡眠的額葉中央區域,恰好是隨年齡增長最早開始萎縮的腦區
二、睡眠效率降低
- 健康青少年的睡眠效率約 95%
- 到了八十歲,睡眠效率往往掉落到 70% 到 80% 以下
- 睡眠效率低與死亡風險較高、身體健康較差、憂鬱症、認知功能較低等都有明顯關聯
三、睡眠的時機提前
- 褪黑激素的釋放時間和達到尖峰的時間都愈來愈早
- 年長者的近日節律強度和褪黑激素的釋放都隨年紀而減弱
- 形成惡性循環:傍晚打盹消耗了睡眠壓力 → 晚上難以入睡 → 近日節律讓人提早醒來 → 失眠
年長者需要的睡眠沒有比較少——這完全是迷思。年長者所需的睡眠應該與中年時差不多,只是較難產生同樣分量的睡眠。就像我們不會因為老年人骨質密度降低,就假定老年人需要比較脆弱的骨頭一樣。
Walker 的研究團隊發現了深度睡眠衰退的三部曲:
- 腦部衰退最劇烈的區域,正是產生深度睡眠的額葉中央區
- 年長者的深度睡眠比年輕人少了約 70%
- 深度睡眠損失最多的老年人,顯示出最嚴重的遺忘程度(第二天早晨忘掉的內容比年輕人多了將近 50%)
Walker 針對年長者提出了幾個改善睡眠的建議:
- 下午的後半段到戶外接受陽光(不戴墨鏡),延後褪黑激素的釋放,將睡覺時間往後推
- 晨間做戶外運動時戴上墨鏡,減少晨光對視交叉上核的影響,避免時鐘維持早起的循環
- 與醫師討論夜間服用褪黑激素的可能性——在年長者身上,褪黑激素處方已顯示可以增強近日節律和褪黑激素節律,改善睡眠品質
- 不要把安眠藥當作第一選項,先尋求已獲科學證實的非藥物介入方法
Walker 最終強調:不良的睡眠是影響老年人認知和健康問題中最被忽略的因子,影響所及包括糖尿病、憂鬱症、慢性疼痛、中風、心血管疾病,以及阿茲海默症。家人觀察到老年人白天的症狀,就跳到失智的結論,卻忽略了睡眠不良也可能是原因。