大腦越大就越愛睡?生物學博士來解答

(本文節錄自出色文化《大腦優化新導航:全方位保鮮大腦,鎖住退化時鐘》一書,未經許可請勿轉載)

睡眠的奧祕
儘管自1907年以來的一個多世紀裡,已進行了一切有關睡眠的研究,但我們的知識仍然非常不足,我將透過神祕的海豚來闡明其中一個問題,即睡眠的演化。在我還是研究生時,教我們睡眠的教授問了一個簡單問題:「假如水生哺乳動物需要保持清醒才能呼吸,牠們要怎麼睡覺呢?」這讓全班啞口無言。這似乎是一個無法解決的悖論,它的答案既巧妙又耐人尋味—海豚每次只用一半的大腦在睡覺,而且睡覺時只會閉上一隻眼睛。從中我得到的啟示是,睡眠實在太重要了。然而同學們的反問也同樣難以回答:海豚到底為什麼需要睡覺?睡眠的生物學目的是什麼?為什麼所有哺乳動物都要睡覺?睡眠是如何演化的呢?我的教授有一些答案,但他並不確定。睡眠的生物學目的(並非睡眠的生理學)在很大程度上仍是個謎,但這問題對於理解人類睡眠相當重要,因此我們應該更深入研究它。

在生物學上,演化是為了生存—減少患病或因捕食者、氣候及其他逆境而死亡的風險,以使「最能適應的一員」存活夠長的時間來進行繁殖,從而將最成功的適應性傳遞下去。睡眠似乎跟生存是相抵觸的,它會妨礙進食及繁殖,並可能使沉睡者暴露在掠食者的魔掌之中。相反地,有人認為睡眠可透過強制行為改變(如生活在社會團體中)來降低被捕食的風險。針對坦桑尼亞(Tanzania)北部哈扎人(Hadza people)的一些有趣研究發現,哈扎人經常在夜間醒來,睡眠時間也大不相同。在三週的時間裡,33位族人一起沉睡的時間只有18分鐘。執行這項研究的科學家得到結論,他們認為斷斷續續的睡眠可能是一種古老生存機制,目的在於防範夜間威脅。看起來最有可能的是,睡眠的演化是為了確保物種在最容易被捕食和食物供應短缺的時候—也就是晚上—不活動。這原則很可能是我們晝夜節律或二十四小時節律背後的驅動力,該原則愈來愈常被視為保持人類健康的關鍵因素之一,我們將在本章稍後探討這種節律。

演化的主要趨勢之一,是某些哺乳動物群體(包括人類)的大腦愈來愈大、結構及功能愈來愈複雜。就人類而言,這種漸進式演化與直立、抓握時握住(prehensile grip,利用對生拇指)、在社會團體中工作、抑制不必要的情緒—對計劃及執行殺死獵物或對手等主要生存過程無益的情緒,以及先進的計劃與決策制定,都是一起發生的。更大的大腦代表嬰兒需要得到長期的養育,以使大腦有足夠時間發育,而這需要父母兩人如膠似漆、合作無間。聽起來可能令人驚訝,但我們複雜的、高級的大腦演化,是人類要面對面發生性行為的主要原因,人類幾乎是唯一這樣做的靈長類動物。為什麼要這樣呢?因為人類嬰兒在子宮度過的九個月時間不夠長到讓大腦完全成熟,所以這過程必須在孩子出生後繼續進行,這時脆弱的孩子與處在哺乳期的母親需要保護,眼對眼的性接觸能加強父母親難分難捨的情愛,鼓勵父親留在母親身邊的時間比其他靈長類動物都久得多。

考慮到我們現在對大腦及睡眠的了解,認為更大的大腦有助於提高生存能力並非沒有道理,反過來說,體積更大、更高階的大腦需要搭配更長、更複雜及動態更明顯的睡眠才能有效運作,畢竟睡眠必須帶來一些非常重要的好處,以蓋過它帶來的風險,正如睡眠科學先驅艾倫‧瑞赫夏芬(Allan Rechtschaffen)所言:「假如睡眠沒有重要功能,那就是演化過程中最大的失誤。」

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