高效的睡眠何如影響人類進化

人類的進化成功通常表現為以下因素：直立行走、制造使用工具、會團隊合作，但睡眠通常不會被列入。人類學家大衛·薩姆森卻認為，高效的睡眠應該也算其中之一，因為它表現得如此獨特。

類人猿的睡眠好于猴子

科學家很少研究睡眠如何影響我們作為一個物種的發展過程。所以，薩姆森博士和他的同行、美國印第安納大學布魯明頓分校的羅伯特·舒梅克決定對此展開研究。他們選擇了兩種靈長類動物作為研究對象，并將研究結果發表在《美國人類體格學期刊》上。

科學家花了1至4個月的時間，拍攝了圈養的5只紅毛猩猩和12只狒狒的睡眠視頻。他們研究了這些靈長類動物睡眠時的姿勢、動作和狀態，記錄了它們清醒和入睡的時間，以及睡眠的連貫性。他們還監測了這些動物的腦部活動，測量其快速眼動睡眠（淺睡眠）和非快速眼動睡眠（深睡眠）的時間。

紅毛猩猩睡覺時的樣子就像一個巨大的橙色嬰兒甜甜地進入夢鄉一樣。這些體型巨大的類人猿喜歡上床睡覺，當它們舒舒服服地躺下之后，便會美美地睡上一大覺。它們的眼睛偶爾會在眼皮下亂跳，或許是夢到了什么事情。

狒狒睡覺時更像一個想要拼命入睡的偏執狂。它們睡得很不好，睡覺時仍然保持坐姿，必須用臀部不斷保持平衡，腦子也并未完全進入休息狀態，總是擔心周圍有危險發生。

他們證實，紅毛猩猩比狒狒睡得更長，也睡得更深，表明所有類人猿的睡眠狀況的確好于猴子。

類人猿與其他動物睡姿有差異

迄今為止，人類研究的所有野生人猿種群都會建造專門的睡眠平臺。大猩猩、紅毛猩猩、黑猩猩和倭黑猩猩都會在樹上筑巢，而現代人類則會建造專供睡覺用的床。但其他靈長類動物卻不會采用這種睡眠方式。

體型較小的長臂猿不會建造睡眠平臺，狒狒等體型較大的猴子同樣不會這么做。多數猴子都是坐在樹上睡覺，在樹枝上保持平衡。這種睡姿的差異恰好可以解釋它們睡眠質量的不同。

猴子總是擔心捕食者，所以睡眠連貫性較差，紅毛猩猩人睡時更加放松，通常采用躺著或趴著的姿勢。狒佛睡覺的時候多數都坐在防御位置。

睡姿的差異可能在類人猿（包括人類在內）的進化過程中扮演了至關重要的角色。

有一種理論認為，大約1400萬至1800萬年前，類人猿的共同祖先將睡覺的地方從樹枝轉移到專門建造的睡眠平臺上。

但薩姆森不認為第一個懂得建造平臺的猿認為自己可以通過這樣的方式獲得更高質量的睡眠。猿的體型在整個中新世時期越來越大，他認為它們起初建造睡眠平臺的目的也許是為了支撐自己龐大的身軀。因為上床睡覺帶來了另外一項重要的進化優勢，這讓猿可以睡得更深，獲得更多的非快速眼動睡眠（深睡眠）。

“質量更高的睡眠會對認知能力有積極的影響。”薩姆森說，例如，這或許可以提升記憶整合能力。“睡眠質量可能是猿類與猴子之間的關鍵差異。由于舒適性差、安全性低，加之睡眠環境不夠安靜，所以猴子的淺睡眠時間可能更長。好處在于，當捕食者出現在周圍或社交伙伴活躍時，它們更容易發現。但弊端是，它們無法進入深睡眠。猿類似乎發明了一種既安全又舒適的有效睡眠方式。從進化的角度來看，光是從樹枝轉移到睡眠平臺就可以增強適應性，早期的人類從睡眠平臺轉移到安全的地上睡覺，同樣可以帶來這樣的好處，而其他物種并不具備這樣的競爭優勢。”

人類的睡眠很高效

在2018年美國體質人類學雜志的一項研究中，薩姆森和杜克大學的人類學家查爾斯·納恩采用了一種復雜的統計方法來比較30種靈長類動物的睡眠模式，包括人類自己的睡眠模式。他們發現，人類的“進化異常值”非常明顯。

雖然人類平均需要7個小時，但其他靈長類動物從不到9個小時（藍眼睛的黑狐猴）到17個小時（貓頭鷹猴）。黑猩猩，我們最親近的進化親戚，平均約9.5小時。雖然人類睡覺的時間較短，但更大的比例是快速眼動睡眠（REM睡眠）。快速眼球運動亦稱異相睡眠或快波睡眠，是一個睡眠的階段，眼球在此階段時會呈現不由自主的快速移動。在這個階段，大腦神經元的活動與清醒的時候相同。多數在醒來后能夠回憶的栩栩如生的夢都是在REM睡眠發生的。它是全部睡眠階段中最淺的，在REM睡眠時醒過來的人不同于在其他睡眠階段，而是充滿警覺心并且精神飽滿。

大量的新研究使薩姆森和他的同事們發現，我們獨特的睡眠習慣可能對人類的成功至關重要——盡管科學家們不確定為什么我們會睡覺。

研究發現我們睡眠時間較少，但我們在REM的總睡眠時間比預期多出10%。人類的睡眠比我們最近的物種更短更深——換句話說，效率更高。

雖然睡眠的代價是顯而易見的——很容易受到掠食者和其他事物的威脅，同時失去尋找食物和配偶的機會。關于我們為什么需要睡眠的不同假設包括神經發育和維持，記憶處理和免疫防御，但沒有達成共識。

不同物種的睡眠習慣也有很大不同。研究人員發現了幾個影響睡眠模式變化的因素。例如，具有高代謝的動物睡眠較少——可能是因為它們花更多時間清醒和進食。擁有更大大腦的動物在REM中花費更多的睡眠時間。

分段式睡眠曾是常態

基于近70項不同文化的研究，薩姆森及同事確定人類每24小時平均睡7個小時。但是，薩姆森說，“變得棘手的問題在于你看一下不同的文化，表達這7個小時的方式非常靈活。”

在夜晚照明普及之前，我們的睡眠模式與現在有著顯著的不同。目前在工業化社會中典型的單次夜間睡眠是一種相對較新的適應方式。

歷史學家和人類學家研究后發現，在當代工業化社會中，人們通常會連續一個小時睡覺。但是其他文化將睡眠分為多個階段，通過白天午睡或兩個夜間相隔約一個小時的兩次睡醒。

2001年，美國弗吉尼亞理工學院的歷史學家羅杰·埃克奇發布一份研究成果，指出人類歷史上曾經將漫長的夜晚劃分為兩段不同的睡眠時間，那時，分段式睡眠模式是一種常態。他發掘了超過500份關于分段睡眠方式的參考文獻，有日記、報紙、法庭審理筆錄、醫學圖書和文學作品。從荷馬的《奧德賽》到列夫托爾斯泰的《戰爭與和平》，這些文獻顯示，在前工業時代，油燈和電力還未普及，人們一晚睡兩次。每天日落后不到1小時，人們會進入“第一段睡眠”，4個小時之后醒來，直到凌晨兩點，進入“第二段睡眠”，再睡上4個小時左右。

埃克奇發現，到上世紀20年代，兩階段睡眠才徹底消失。他認為這種轉變和街道、家庭照明水平的提升有關。夜生活豐富了，用來休息的時間相應減少了，生物鐘被迫作出了各種改變。

哨兵假設

在任何一種文化中，人們都喜歡在不同的時間休息和起床：在大多數人群中，個體分布在鐘形曲線附近。一個人在這一連續體中的位置通常取決于性別（女性傾向于早起）和年齡（年輕人傾向于夜貓子，而兒童和老年人通常在凌晨前就寢。）

基因也很重要。最近的研究發現，大約有12種基因變異可以預測睡眠習慣，其中一些遺傳變異位于已知影響晝夜節律的基因中。

盡管這種變化在今天可能會造成沖突一比如，在晚起的青少年和早起的父母之間一但這可能是一種重要的適應遺跡。根據哨兵假說，交錯睡眠的進化是為了確保群體中總有一部分人保持清醒，并能夠察覺到威脅。

1966年，心理學家弗雷德里克·斯奈德首次提出了這一觀點。在2017年《英國皇家學會學報B輯》發表的一項研究中，薩姆森向坦桑尼亞的一個哈扎族狩獵采集者社區提供了活動追蹤器，從監測他們的睡眠數據這種儀器可以估算出他們的睡眠時間。在20多個晚上，每個人都睡著的時間只有18分鐘。大多數時候，大約40%的人是活躍的。

薩姆森說：“這項研究表明，在大多數人都在睡覺的時候，大腦中設置了某種機制，讓人保持警覺，保護每個人。”這可以解釋我們的祖先是如何在享受深度睡眠的同時避免危險的。

這一發現支持了兩人在2015年提出的一個假設：有效的睡眠讓我們的古人類祖先擁有了進化優勢。通過縮短總持續時間，古人類減少了他們作為捕食者的無意識目標的時間，并增加了醒著的時間來完成基本任務，如學習、獲取資源和維持社會關系。

這也符合大約200萬年前出現的這種模式，當時像直立人這樣的祖先放棄了樹上睡覺的安全，轉而在陸地上生活。高效的哨兵式睡眠可能促進了后來人類在腦力、技術和社會合作方面的進步。

這個假設雖然合乎邏輯，但它畢竟未經檢驗。正如研究者所說的那樣，“我們永遠不會有一個直立人來測腦電圖。”