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缺少睡眠,造成神经元数目的减少,必将影响大脑功能,降低智力水平。研究者说,“尤其是当小鼠处于深睡状态——即快速眼动睡眠阶段时,这一作用更为明显:小鼠体内少突胶质细胞产生率增加了两倍。
“2015年高考冲刺,每日凌晨1时签到,我们一起拼了吧”、“我是凌晨2点睡,5点起。一起加油吧”等等,临近高考,高三生们兴起了一股熬夜“网上签到”热,找到同伴互相鼓励着熬夜似乎更有勇气。但科学研究发现,缺少睡眠,会造成神经元数目的减少,必将影响大脑功能,降低智力水平!
采访专家:江苏省中医院神经内科主任医师吴明华
本版采写:李兰陵
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“智慧”是由神经元联结而成
脑细胞,主要包括神经元和神经胶质细胞。
神经元,又称神经细胞,负责处理和储存与脑功能相关的信息。
其结构,由细胞体和细胞突起构成。细胞突起是由细胞体延伸出来的细长部分,又可分为树突和轴突(统称为突触)。每个神经元可以有一或多个树突,可以接受刺激并将兴奋传入细胞体。每个神经元只有一个轴突,一个个轴突如一只只小手互相触摸,将一个个神经元联结成了智慧的网络组织。
脑,就是由神经元构成的网络组织,是通过神经元之间的信号传导来发挥功能的。
神经胶质呢?
中枢神经系统的胶质细胞,分布在神经元胞体附近和神经纤维周围,它的突起末端扩展成扁平薄膜,包卷神经元的轴突,形成髓鞘。而髓鞘具有绝缘作用,能让神经冲动快速从一个细胞传递至下一个细胞。
我们的每一个学习,都会让神经元间发生新的联结,让大脑更加地有智慧。
那学习和睡眠有何关系?
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睡眠是固化知识的生命过程
人睡眠时,大脑并未休息,它犹如一座夜间的蜂房,外表看上去蜜蜂都已归巢休息,但实际上所有的蜜蜂都在为酿造蜂蜜而通宵达旦地忙碌着。
神经细胞是在怎样地忙碌着?
神经细胞有分工。人清醒时,有部分神经细胞兴奋度较高,它们忙着接受处理内外刺激并做出反应;而有部分神经细胞则处于休息状态。
人睡眠时,原先兴奋度较高的神经细胞则被内外刺激屏蔽起来了;而原来兴奋度不高的神经细胞则活跃起来,接管了人体的大部分生命活动。
当那些白天高度兴奋的细胞完全被屏蔽,即人进入熟睡阶段时,原来学习时活跃的那些细胞,又重新活跃起来,它们在没有外界干扰的状态下,开始处理或固化白天所接受的刺激(信息)。
因此说,睡眠,是屏蔽内外刺激,让神经细胞处理或固化白天所学知识的必要的生命过程!
神经细胞是如何处理或固化“白天所学”的?
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睡眠时神经元长出了新突触
发表在美国《科学》杂志上的一篇文章说:科学家发现,当那些白天高度兴奋的细胞完全被屏蔽,即人进入熟睡阶段的时候,“像电影重放一样,原来学习时活跃的那些细胞,又重新活跃起来,从而长出新的突触,加强了神经元之间的联系,从而巩固和加强了记忆。”
研究负责人、美国纽约大学华人学者甘文标教授说:“这项成果对小孩子学习特别重要。如果你不停地学习,甚至牺牲睡眠来学习,那是不行的,因为大脑神经元不会有新的突触形成,你根本记不住。总之,睡觉,是为了更好地学,而不是浪费时间。”
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长期缺觉让神经元数目减少了
天天“凌晨2点睡,5点起”,如此睡眠缺乏会对神经元有何伤害?
发表在《神经科学杂志》上的一项新研究发现,一次熬夜造成的大脑疲劳感,即使经过好几天的正常睡眠也无法恢复。这种现象意味着“熬夜可能对大脑造成了长久的损伤”。
为了验证这种假设,宾夕法尼亚大学的神经科学家们用实验小鼠进行了研究。他们为小鼠制定了与轮班工作的人相类似的作息时间表:先让小鼠小睡一会儿,然后唤醒它们,让它们保持清醒一小段时间;再让小鼠睡觉,再唤醒,这次让它们保持长时间的清醒状态。
随后,研究人员检查了小鼠大脑中的蓝斑神经元。蓝斑内的这些神经元被认为与警觉性和认知功能有关,而且与应激反应有关。
结果显示,当小鼠轻微缺觉时,神经细胞会合成更多的去乙酰化酶3(SirT3),这种酶可以保护神经细胞并使它们保持兴奋状态。
但是,当小鼠长时间缺觉时,这种代偿反应就被关闭了。因此在仅仅几天的“轮班”式作息之后,这些神经细胞开始加速死亡。研究结果显示:“(长时间缺觉的)小鼠大脑中神经元数目减少了25%。”
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神经元损伤一个就少了一个
为何说熬夜对神经元是“长久的,不可逆的损伤”?
原因是,神经元不能像骨骼、肝脏等其它器官,在组织损伤后可因细胞分裂增殖,很快得以恢复,神经元是高度分化细胞,是不可分裂的,死一个就少了一个。
有人说,现代科学不是发现神经细胞可以由神经干细胞分化再生吗?确实,这个过程叫做“神经发生”,但是,这个神经发生只局限在侧脑室下层(SVZ)和海马齿状回两个区域。而且,这些新生脑细胞大部分会死亡,也就是说这些新发生的细胞,是无法弥补死亡的细胞的。
缺少睡眠,造成神经元数目的减少,必将影响大脑功能,降低智力水平。
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缺觉会让胶质细胞产生率减少
那对神经元起支持作用的胶质细胞呢?
一项发表在《神经科学杂志》的研究说:美国威斯康星大学的专家检查了“深睡小鼠”和“睡眠剥夺小鼠”体内的髓鞘形成细胞——少突胶质细胞的生成情况,结果发现:睡眠激活了促进少突胶质细胞生成的基因,提高了少突胶质细胞的生产率;但是,当小鼠被剥夺睡眠时,其体内与细胞死亡和应激反应相关的基因,则被激活了。
研究者说,“尤其是当小鼠处于深睡状态——即快速眼动睡眠阶段时,这一作用更为明显:小鼠体内少突胶质细胞产生率增加了两倍。”
这项研究告诉我们;“睡眠,可能修复大脑”;“若睡眠不足,可能损伤大脑”。
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最佳记忆时间在8小时睡眠后期
“每日凌晨1时签到,我们一起拼了吧!”这样做科学不科学?
在《自然》杂志上发表的一篇文章中,威斯康星州立大学的神经病理学家及精神病学家托诺尼表示,“大脑中那些在清醒时需要忙碌学习新技能的部分,需要更长时间的‘深度睡眠’,这样才能表现得更好。”
何时的睡眠为“深度睡眠”?
根据睡眠中脑电波、肌电波及眼球活动的变化,睡眠周期由“非快速眼动周期”和“快速眼动周期”组成。“非快速眼动睡眠”,又分为浅睡期、轻睡期、中睡期和深睡期4期,然后进入快速眼动睡眠期,如此,一个睡眠周期结束,而后继续启动下一个睡眠周期。
“中睡期、深睡期及快速眼动睡眠期”的睡眠,为“深睡眠状态”,研究表明,只有进入深睡眠状态,才对解除脑疲劳有较大作用。
而记忆储存、维持组织、信息整理及新的学习等,都发生在快速眼动睡眠的最后阶段,而快动眼动睡眠通常发生在8小时睡眠期的后部,并可以持续90分钟左右。
早起,可就放弃了这段最佳记忆的深度睡眠期!
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