人類有1/3的時間在睡覺 你了解睡眠週期和失眠原因嗎?

睡眠週期和失眠原因 :人類有1/3的時間在睡覺,睡眠是一種自然休息狀態,存在於哺乳動物、鳥類和魚類,甚至無脊椎動物中。站在睡眠生理的角度來看,睡眠時會減少身體的主動運動,並對外界刺激的變弱。但進入睡眠狀態的大腦,彷彿像電腦關機了一樣,直到清醒意識才再度運作,到底睡眠時,大腦經過哪些故事呢?


兩種形式 五個階段的睡眠週期

睡眠不是一個恆定狀態,它是一個深淺起伏,不斷循環的過程,在這個過程中,將分為快速眼動睡眠(REM)和非快速眼動睡眠(NREM)等兩種形式;在快速眼動睡眠(REM)階段的階段的耗氧量、腎上腺素濃度、腦電波、心跳和脈搏頻率和清醒時的狀態相似,只是肌肉呈完全鬆弛的狀態,入睡者很難被喚醒,而且大部分的夢境,都發生在快速眼動睡眠期。

而一個睡眠週期大約分為5個階段,依序走完各個睡眠階段大約要90~120分鐘,健康的人,一個晚上大概會經歷4~5個睡眠週期。

第一階段(N1):約佔整晚睡眠的2%~5%;此階段是由清醒到睡眠的過度狀態,腦波和甦醒時的很像,腦波的頻率很快,呈現低幅高頻波。人處於這個階段,會有昏昏欲睡的感覺,思維也開始逐漸模糊,但因為這個狀態和甦醒時很像,所以人們在此時被叫醒,會覺得自己根本沒睡著。

第二階段(N2):約佔整晚睡眠的45%~55%;雖然入睡的程度比第一階段深一些,已經進入正式睡眠的狀態,但仍屬於輕度睡眠的淺眠階段,仍容易清醒。此時,腦波呈現睡眠紡錘波(sleep spindle)及K複合波(K-complex)等兩種不規律波形,時大時小。

第三、四階段(N3):約佔整晚睡眠的15%~25%;此階段大腦屬於緩慢的「慢波」狀態,也是人體進入深度睡眠的狀態,大腦對外部刺激的反應較少,很難被喚醒,若在個階段被醒來會很難受。

這時流向腦部的血液會減少,身體大部分血液都被引導到肌肉,因此肌肉能取得養分及營養來補充能量,進行生理修復功能,強化免疫系統;此時,身體出現呼吸變慢,心跳降低,體溫及血壓皆下降,功能減緩的狀態。

早期睡眠專家們將此階段細分為第三和第四階段,近年來發此二階段的分類無明顯功能上的差異,因此予以合併。

第五階段:是快速眼動睡眠(REM)階段,大多數成年人的REM睡眠則佔總睡眠時間的20~25%。在這個階段,腦波的狀態與清醒時類似,但模式更為隨機。1957年William C. Dement與Nathaniel Kleitman,在眼動期實驗時便發現,80%的夢境皆發生在快速眼動睡眠期。

此階段,會出現眼睛在閉合的眼瞼下方,從一側快速移動到另一側的狀況,同時還有心跳加快、血壓升高、肌肉鬆弛等生理現象。

失眠者的睡眠週期

失眠的患者,最常遇到狀況,就是無法順利進入第三階段熟睡與深睡期,腦電波降不下來,無法使身體的功能放慢,呼吸及心跳仍維持正常狀態,也因為無法進入熟睡與深睡期,所以器官和免疫系統無法修復。

而有研究指出,若從睡眠週期做計算,抓住正確的睡覺時間、長度,或許能避免失眠問題產生。例如本身需要睡7個小時才有精神,習慣晚上11:00就寢,根據睡眠周期計算,假如一個周期是90分鐘,將會於隔日上午06:30起床(約5個周期)。

但實際上,許多人還是無法用這樣的方法進入睡眠狀態,因為真正導致睡眠的核心問題-缺氧,仍未解除。

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運動生理研究:精英運動員是失眠一族?

你或親友是否曾經有過一種經驗,在跑完馬拉松或是激烈運動後,明明累得要死,想要趕快回家洗個澡後倒頭大睡,卻沒想到洗完澡躺在床上後,居然失眠了?!

一般大眾的認知,運動應該會促進睡眠,例如:運動可以刺激人體分泌多種荷爾蒙,像是內肽啡(endorphin) ,就有幫助睡眠的作用;運動也會使身體出汗,睡前再洗個熱水澡,可以使人進入深度睡眠,提高睡眠品質;而規律運動可以調節人體生物鐘,改善睡眠狀況;此外,定期運動能使人心情愉快,有助於緩解壓力,減少夢中驚醒,減輕失眠症狀。


一般運動v.s精英運動

既然運動有前述的種種好處,又怎麼會發生失眠呢? 首先就要先定義「一般運動」和「精英運動」的差別性:所謂的一般運動,就類似世界衛生組織(WHO)建議的「333運動」:每週運動至少三次;運動時間,每次30分鐘 ;運動強度達到每分鐘心跳數到130下,一些並未消耗太多時間、體能的輕中度運動。

而精英運動,可以追朔自古希臘;古希臘民族的價值觀為「健全的精神寓於健康的身體」,並體現在古奧林匹克運動會(Ancient Olympic Games)上面。

例如:大家耳熟能詳的「馬拉松」 (marathon),就是源自於「馬拉松戰役」,當時的希臘只是尚未尚未統一的城邦國家,和橫跨歐、亞、非三洲的波斯帝國,兩軍交戰在希臘雅典東北方的「馬拉松村」,希臘戰勝後,報捷的士兵從馬拉松跑到雅典, 在跑了42.195公里,高呼勝利便氣絕身亡了。

為了紀念該名士兵的毅力,加上追求健美體魄的民族性,就逐漸演變成現代奧運的馬拉松賽跑形式。而這種運動量近似於奧運比賽項目的有氧運動,就稱為「精英運動」。

「馬拉松戰役」希臘報捷小兵之死

時至今日,傳捷報的小兵之死已經被遺忘在歷史之中,給世人留下的是-隨著健康生活意識抬頭,近幾年全馬或半馬等馬拉松路跑活動及各種高強度運動已蔚為時尚風氣,令人不禁想問,過度運動真的會如開頭引言所提:「讓人失眠嗎?」

長久以來,在各種體育科學、醫學文獻或睡眠生理學中,關於精英運動員的睡眠質量和失眠症狀的資訊,仍缺乏系統性的整理和論述,尚不清楚在精英運動中表現為慢性失眠的風險的程度。

直至2017年7月在國際期刊《運動醫藥》(Sports Medicine)的研究指出,英國學者回顧1676項有關運動與睡眠障礙的研究,並選出其中37項有強力證據的文獻,從這些已彙整的睡眠品質大數據資料發現,「精英運動員」常抱怨睡眠品質普遍不佳。

這些人擁有更長的睡眠延遲期(longer sleep latencies)  、大量的睡眠的片段化(greater Sleep fragmentation) 、非恢復性睡眠(non-restorative sleep, NRS) 和白天過度疲勞(excessive daytime fatigue)等的失眠症狀,而這些症狀和睡前認知激發程度(pre-sleep cognitive arousal)及睡眠受限(sleep restriction),這兩種睡眠生理機制有關。

因此,下次有人想睡卻睡不著的時候,千萬別建議他去跑馬拉松!

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