睡眠的科學

　　睡眠的未解之謎與驚人的記憶強化效果 　　探究入睡、甦醒的機制與奧祕 　　一本讀懂關於睡眠的疑難雜症 　　人為什麼會睡覺，又為什麼會醒來？ 　　睡眠對生命究竟有什麼意義？ 　　拿破崙真的一天只睡3小時？ 　　怎麼樣也趕不走的「睡意」是從何而來的？ 　　日本睡眠研究權威、食慾素發現者櫻井武所提出的最新睡眠科學！ 　　大腦要求的「睡眠」是什麼？ 　　◎可以清除腦部代謝廢物的「膠淋巴系統」 　　◎快速動眼期睡眠與不可思議的夢境 　　◎缺乏食慾素會引發猝睡症 　　◎為什麼空腹的時候睡不著 　　◎「睡眠負債」要如何還清？ 　　◎長期不睡覺可能導致精神異常 　　◎熬夜開車危險程度和酒駕一樣 　　◎日常生活也能做到的「助眠」方法 　　◎在日本上市的劃時代失眠症治療藥物 　　常見睡眠議題Q&A： 　　◎應該要睡幾個小時比較好？ 　　◎為什麼會在鬧鐘響起之前就醒來？ 　　◎為什麼會有時差問題？ 　　◎真的有食物鐘嗎？ 　　◎真的有預知夢嗎？ 　　◎夢遊症是怎麼發生的？ 　　◎動物的睡眠與人類相同嗎？ 　　◎隨著人的成長睡眠會有什麼變化？ 　　本書將從神經學、腦科學角度解析睡眠與大腦的關係， 　　帶你了解失眠、夢遊、猝睡症等睡眠障礙的根源。 本書特色 　　1、以簡單易懂的方式讓你認識睡眠的重要性及其維護大腦的功能，告訴你人為什麼要睡覺？不睡覺會怎樣？世界上最久沒睡覺的人在11天沒睡覺的過程中到底發生了什麼事。 　　2、了解猝睡症、失眠症等睡眠障礙的成因及治療方式，教你日常生活也能做到的「助眠」方法。 　　3、睡眠常見問題Q&A，為你解開不可思議的夢境之謎、真的有預知夢嗎？有可能出現「不用睡覺」的藥嗎？為什麼會有夢遊症？

前言 第１章 為什麼要睡覺？ 睡眠的未解之謎與驚人的記憶力強化效果 不睡覺會怎樣？ 腦部在睡眠中能得到洗滌 動物實驗證明了睡眠的必要性 世界上最久沒睡覺的人 非快速動眼期睡眠與快速動眼期睡眠 愈來愈神祕的快速動眼期睡眠之謎 快速動眼期睡眠與不可思議的夢境 「挑戰者號」的悲劇也是睡眠不足造成的 睡眠充足讓人變成遊戲達人！ 睡眠對「程序性記憶」的顯著效果 快速動眼期睡眠與非快速動眼期睡眠的作用之相異性 第２章 利用最新技術探尋「睡眠的真面目」 從圖像分析可以看出「快速動眼期睡眠與非快速動眼期睡眠是如此地不同」 睡眠到底是什麼？ 利用「腦波」觀測睡眠 根據腦波劃分的不同睡眠階段 快速動眼期睡眠的發現 快速動眼期睡眠與非快速動眼期睡眠表現在全身的巨大差異 規律性重複的「睡眠形式」 最新技術觀察到的睡眠時腦部狀況 清醒期與快速動眼期睡眠之腦部活動的差異 第３章 腦部切換睡眠與清醒的作用機制 由神經傳導物質與神經元架構出巧妙的兩個系統 康斯坦丁．馮．艾克諾默發現的下視丘功能 腦幹引起的「大腦活性化」造成清醒和快速動眼期睡眠 單胺類神經系統不是「電子郵件」而是「全館廣播」 快速動眼期睡眠是由膽鹼性神經系統發動的 「睡眠」與「清醒」彼此是蹺蹺板兩端的關係 引發「清醒」的作用機制 誘發「睡眠」的腦內作用機制 雙歷程模式與睡眠物質 第４章 從睡眠障礙研究中誕生的重大發現 造成清醒的物質「食慾素」之重要決定性功能 食慾素的發現 食慾素與猝睡症 交叉印證的兩個發現 猝睡症的症狀 猝睡症是一種睡眠結構的異常 缺乏食慾素會引發猝睡症 食慾素能讓清醒維持在穩定狀態 「清醒」與「睡眠」間的真正關係 第５章 食慾素揭露了「清醒」的意義 人類和動物為什麼一定要醒來呢？ 需要在清醒狀態下才能「注意」與「行動」 食慾素神經元的控制機制 「情緒」會刺激食慾素神經元 在日本上市的全球第一款食慾素受體拮抗劑 為什麼空腹的時候睡不著 三位一體的巧妙系統 生理時鐘與食慾素 食慾素神經元調節機制的重要性 連結攝食行為與清醒狀態的食慾素 第６章 人類能調節睡眠到什麼程度 第一線失眠症治療藥物與「可以讓人不用睡覺的藥物」之可能性 影響睡眠與清醒的物質 興奮劑可怕的原因 失眠症患者的福音!?新時代的安眠藥 有可能出現「不用睡覺的藥物」嗎？ 在小鼠身上展現治療效果的食慾素促進劑 控制光線來調節睡眠 日常生活中也能做到的「助眠」方法 第７章 睡眠相關之常見問答與今後的研究課題 從「夢」的作用、「食物鐘」到睡眠物質的未解之謎等各種問題 Q：應該要睡幾個小時比較好？ Q：為什麼會在鬧鐘響起之前就醒來？ Q：為什麼喝了咖啡會睡不著？ Q：為什麼會有時差問題？ Q：真的有食物鐘嗎？ Q：夢也有作用嗎？ Q：真的有預知夢嗎？ Q：夢遊症是怎麼發生的？ Q：睡眠可以儲存嗎？ Q：為什麼每個人的睡眠習慣不一樣？ Q：動物的睡眠與人類相同嗎？ Q：隨著人的成長睡眠會有什麼變化？ Q：為什麼一定要睡覺？ 終章 為什麼要睡覺——作者的假說 容易混淆的兩個問題 關於非快速動眼期睡眠的假說 關於快速動眼期睡眠的近期假說 引發睡意的物質是什麼？ 或許這兩個問題毫無關聯 專欄 1神經元（神經細胞） 2動作電位（Action potential） 3額葉與前額葉皮質 4腦部的構造 5神經傳導物質 6大腦皮質 7基因改造動物 8單胺類神經傳導物質與精神疾病 9大腦邊緣系統(1)形成「心靈」的場所 10大腦邊緣系統(2)杏仁核 11大腦邊緣系統(3)海馬體 12勒維實驗——乙醯膽鹼的發現 13視覺皮質與柱狀結構 14多型性（polymorphism） 15生理時鐘 後記 參考文獻 索引

前言 　　睡眠，是在高等脊椎動物中普遍能觀察到的現象，但如果仔細思考的話，就會覺得這是非常不可思議的。 　　想想看在嚴苛的野生環境中，睡眠中的動物等於是處在對外敵完全沒有防備的狀態，而且也無法進行任何活動。所以說，如果有不需要睡眠的動物在演化過程中存活下來的話，應該會在生存競爭獲得最後的勝利，占據絕對有利的地位，而整個地球就算是被不需要睡眠的生物所支配也不奇怪。然而，實際上並非如此，不論是生活在水中這種特殊環境下的海豚，或甚至是長時間飛行在空中的候鳥，都無法逃脫睡眠的束縛。 　　這些動物在水中游泳的同時、或是在飛行中所進行的睡眠行為，才正是攸關性命的重要行為。雖然牠們為了能在特殊的環境下睡著而讓睡眠方式進行了演化，但依舊無法省略睡眠，或者應該說，牠們是拚了老命也要讓自己能夠睡覺。 　　從這一點，我們就可以得知，睡眠是演化過程中無論如何也省略不掉的重要生理功能。儘管有所謂的「睡懶覺」一詞，但睡眠絕對不是浪費時間的無用之事，而是動物得以存活的必要機能。尤其對於腦部這種必須處理大量資訊的器官，更是維持其功能不可或缺的過程。 　　另一方面，睡眠及作夢則是很神秘的事。尤其是夢，自古以來就與宗教、藝術或文學題材息息相關，同時也對心理學理論持續有影響。然而，身為現代人的我們，對於有關「睡眠」的事是不是太過忽略了呢？大家也可以捫心自問，自己是不是隨便地把睡眠單純以「休息的時間」視之了呢？的確，睡眠也是休息的時間沒錯，但這只不過是睡眠所擁有的功能中極小的一部分而已。 　　我在開始研究睡眠之前，對於睡覺這件事也是十分輕忽，覺得在有限的人生裡，即使會犧牲睡眠，去做其他的事還是更有意義。不過在開始研究睡眠之後，我就深深被這個不可思議的研究對象所吸引，變得極為重視睡眠。 　　睡眠很容易被認為是一種外部刺激消失後所發生的一種被動狀態，但其實睡眠是一種腦部正在積極運作的狀態，目前也已逐漸顯明它是一種維護身體、尤其是腦部所必須的功能。本書將針對睡眠與我們身體或腦部機能的相關性、睡眠如何完成它的任務，以及睡眠是由什麼樣的機制所引發等事項進行說明，相信可以揭開所謂睡眠和清醒到底是什麼的真相。 　　睡眠科學是一門還未成熟的學問，需要釐清的事情也還有很多，就連「為什麼需要睡覺」這種問題，目前也還未找出明確的答案。然而近年來，對於控制睡眠與清醒的腦內機制已逐漸明朗化，這樣的知識，我認為對我們的生活是有很多益處的。 　　儘管睡眠是一種與動物的生存或生活息息相關的生理現象，但即使在分子生物學極為興盛的二十世紀最後那二十年，對於睡眠相關的理解仍然沒有出現大幅進展。不過在二十世紀末發現了「食慾素（orexin）」之後，以此為契機，睡眠科學有了長足的進步。我在參與食慾素分析以及闡明其生理機能相關研究的期間，佇足在了解這個腦內物質控制動物清醒方面的巧妙機制，並發現它不只是過去所認為的睡眠、清醒概念，而是一種連同動物的行為、意識及感情也包括在內，維持動物處於適當清醒狀態所需的系統。 　　人類一生中約有三分之一的時間是在睡眠中度過，假設人生約有七十五年，那麼一輩子就有二十五年的時間是花在睡眠上，比起花在進食的時間長了許多。不過近年來，人類的生活愈來愈多采多姿，資訊也愈來愈多，使得大家分配在睡眠上的時間及時段都有愈來愈不足及不規則的現象，在睡眠品質上也逐漸出現問題。正因為如此，我才希望大家能夠更加重視睡眠。 　　本書並非是一本系統性的睡眠醫學教科書，而是一本希望能以簡單易懂的方式將睡眠與清醒的機制說明清楚的讀物。然而，為了能夠理解這些內容，我認為也必須要有一些簡單的神經科學知識，因此我會將這些知識以專欄的方式進行解說，或是在章節裡安插相關內容。透過這些方式，將近年來快速明朗化的睡眠與清醒之科學逐步解釋清楚。 　　不過由於本書並不是一本蒐集了所有最新見解的總論，對於未來仍有可能加以修正最新見解，本書除了相當確定的內容之外，其他並未收錄，目的就在於藉由現階段已被認可的見解來講述最先端的睡眠科學。 　　只要了解了睡眠的本質，我相信無論是誰都會更加重視如何去調整自己的睡眠時間。儘管現代有許許多多的因素讓人很容易輕忽自己的睡眠，但若是能將睡眠當成我們的後盾，其實反而能讓我們更有效地運用時間。若能透過本書讓讀者更加重視睡眠，並藉此對人生能有所益處的話，那就再好不過了。 　　此外，本書出版之際承蒙講談社BLUE BACKS出版部門山岸浩史先生和嘉山恭子女士的諸多關照，謹在此深表謝忱。 修訂新版之前言 　　從本書初版發行之日二〇一〇年十一月至今已過了將近七年的歲月，而睡眠研究在這些年間也有了好幾項的進展。本次修訂版的目的就是要從這些新見解中，挑出值得收錄於書中的內容，以簡單明瞭的方式加以說明。 　　舉例來說，我們追加了二〇一二年刊載於學術雜誌上的睡眠時能將腦部代謝廢物加以清除的「膠淋巴系統（glymphatic system）」之相關記述，還有初版中預測的「本書出版之後二到三年應該就會實用化」的食慾素（orexin）受體拮抗劑，由於已在二〇一四年十一月開始實際應用，因此也收錄於此次修訂版中。 　　除此之外，以這些年間所得到的見解為基礎，本書也將應該重新修正的內容加以修訂，並更新了最新的睡眠科學內容。

第１章　為什麼要睡覺？ 睡眠的未解之謎與驚人的記憶力強化效果 人為什麼要睡覺？是什麼樣的腦內物質或機制在控制我們的睡眠，促使我們入睡或清醒呢？對於這個極為單純的問題，現今的腦科學與神經科學依舊無法提出明確的答案。即使在科學與文明如此發達的現代，不，應該說就因為是如今這樣的時代，才讓愈來愈多人飽受失眠之苦。 睡眠向來被我們當作是被動的休息時間，而只要是現代人，誰都知道意識產生於大腦，並且在睡著後意識就會消失，那麼這是表示腦部機能在睡眠期間是停止運轉的嗎？然而，意識又會在我們睡覺時陷入「夢境」這種奇妙的迷宮裡，夢到底又有什麼樣的作用呢？ 所以說我們究竟是為了什麼目的而睡覺呢？若是不睡覺而持續進行活動的話，睡意會讓人身心的機能都逐漸下降，但只要睡了一覺之後，下降的工作效率都會得到回復。儘管這種現象是我們每天都會實際體驗到的感受，但在睡眠期間腦內所發生的生物學與神經科學的相關變化，則仍有大部分至今都還是未解之謎。其實就連為什麼我們非得睡覺不可這種疑問，目前在科學上也依舊沒有明確的解答。 這其實是很令人驚訝的，畢竟睡眠是高等動物生活中不可或缺的一環。舉例來說，如果有人問「為什麼我們一定要進食？」，想必大部分的人都能簡單地回答出來，但若是「為什麼一定要睡覺？」這樣的問題，大家又會怎麼回答呢？是「為了休息」嗎？如果是這樣的話，那為什麼不能不睡覺只是舒舒服服躺著休息呢？實際上，這個非常單純卻觸及根源的疑問，目前依舊沒有明確的答案，唯一能夠確定的，只有「為了消除睡意」而已，這簡直就是一種禪問答了。 本書將針對這個謎一般的睡眠，以簡單易懂的方式說明現階段已知的「睡眠與清醒系統」。雖然書中有部分內容會摻雜一些假說，但同時也會加入最新的資訊，盡可能地回答有關睡眠這個單純又根源的問題。 那麼在進入涉及睡眠的複雜大腦機制之前，本章先來講述睡眠引起的身心機能變化，讓大家認識睡眠的重要性。 ● 不睡覺會怎樣？ 大家先來想想看，如果我們不睡覺的話，會發生什麼樣的事呢？ 曾經有睡眠研究人員提出過這樣的想法：「只要剝奪了睡眠，就能了解睡眠的功能了。」也就是移除睡眠後，如果身體有發生異常，就可由此推測出睡眠的功能。這就是之後會提到的「斷眠實驗」之構想。不過，睡眠不足造成什麼身心失常，其實在我們日常生活中就經常有所體驗了吧！ 就算我們想用意志來控制睡意，效果也是有限的。儘管可以撐著一、兩天不睡覺，但之後也會有完全抵抗不了的睡意襲來而讓人陷入睡眠。不管再怎麼想要完成斷眠，總有一天也一定會睡著。我們對睡眠的需求就跟對食物一樣，是為了生存無論如何也必須去滿足的一環（圖１–１）。 幾乎所有人應該都有睡眠不足的隔天身體無法正常發揮的經驗，其中最顯著的現象，就是注意力明顯下降。熬夜了一整晚後，注意力下降的程度簡直就跟喝醉酒一樣，雖然熬夜開車不會像酒駕一樣被懲罰，但兩者的危險程度是一樣的。像是一九八六年的太空梭挑戰者號失事與一九八九年的阿拉斯加港灣漏油事件，睡眠問題所引發的重大悲劇並不少見。 此外，睡眠不足還會讓人頭腦不清醒導致判斷力下降。有些警察嚴厲審訊而導致的冤案，就很可能與犯罪嫌疑人的睡眠不足有關。在某些宗教儀式中，也會看到利用剝奪睡眠來取得自白的情況。人類一旦被剝奪了睡眠，就會失去判斷力，為了能夠睡覺什麼話都願意說。 ● 動物實驗證明了睡眠的必要性 那麼如果不是睡眠不足，而是完全不睡覺的話又會怎麼樣呢？為了調查睡眠的功能，自古以來就有剝奪動物睡眠的「斷眠實驗」。而從結論看來，長時間完全沒有睡覺的後果，動物會陷入疲勞狀態而誘發感染症或併發多重器官衰竭而死。