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哈佛健康杂志的一篇文章

睡眠科学:阶段和周期

昼夜节律、睡眠阶段和睡眠结构

躺在床上的女人,裹着被子,安静地休息

你身体的自然日常节奏是由大脑结构调节的,大脑结构有助于决定你何时入睡和醒来. 人们在睡眠中经历一系列不同的生理阶段. 睡眠的每个阶段对保持你的大脑和身体健康都有重要的作用. 在夜间,这些平静的睡眠阶段与快速眼动睡眠(做梦)交替进行. 安静的睡眠很重要,因为它有助于恢复身体, 而快速眼动睡眠能恢复思维,对学习和记忆都很重要.

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你的生物钟(昼夜节律)

特定的大脑结构和化学物质产生睡眠和清醒的状态. 例如,大脑中的一种类似起搏器的机制调节着昼夜节律. (Circadian的意思是“大约一天”.)生物钟, 在生命的最初几个月逐渐形成的是什么, 控制生物模式的日常起落, 包括体温, 血压, 还有荷尔蒙的释放.

昼夜节律使人们在午夜到黎明之间的睡眠欲望最强, 下午三点左右的情况也不太严重. 在一项研究中,研究人员要求一组人24小时保持清醒. 不出所料,尽管他们尽了最大的努力,许多人还是睡着了. 当调查人员绘制出计划外小睡发生的时间时,他们发现在a.m. 4,.m. 在2p之间.m. 和3 p.m.

大多数美国人晚上的睡眠是由他们的昼夜节律决定的, 尽管许多人在工作日工作,但周末的下午会午睡. 在午睡是常态的社会里, 对于身体每天的警觉性下降,人们可以在工作日的下午小睡一到两个小时,而在晚上则相应地缩短睡眠时间.

  • 光. 在正确的时间接触光线有助于保持生物钟在正确的时间安排. 然而,在错误的时间暴露会使睡眠和觉醒的时间发生变化. 影响高达90%的盲人的昼夜节律紊乱和睡眠问题证明了光线对睡眠/觉醒模式的重要性.
  • Time. 就像一个人看钟一样, 遵循工作和火车时刻表, 并要求身体对某些任务和社会事件保持警惕, 要按时完成工作是一种认知上的压力.
  • 褪黑激素. 褪黑激素的水平在天黑后开始上升,在黎明后下降. 这种激素引起嗜睡, 科学家们认为,它的日常光敏周期有助于保持睡眠/觉醒周期正常.

安静睡眠(非快速眼动睡眠)

脑电波科学家将睡眠分为两大类:

1. 安静睡眠或非快速眼动睡眠

2. 做梦睡眠或快速眼动睡眠

令人惊讶的是,他们彼此之间的差异就像他们清醒时的差异一样.

睡眠专家将安静睡眠或非快速眼动睡眠称为“活动的身体里空闲的大脑”.在这个阶段, 思维和大多数身体机能会变慢, 但是运动仍然可以发生, 一个人在进入深度睡眠阶段时,经常会变换姿势.

进入安静的睡眠

在某种程度上, “进入”睡眠的想法与非快速眼动睡眠开始时脑电波模式的变化是一致的. 当你清醒的时候, 数十亿的大脑细胞接收和分析感官信息,并通过相互发送电脉冲来协调行为. 如果你完全清醒,脑电图描记器会记录下杂乱、不规则的活动. 一旦你的眼睛闭上,你的大脑就不再接收视觉输入, 脑电波进入一种稳定而有节奏的模式,大约每秒10周. 这是阿尔法波模式,是平静、放松的清醒状态的特征(见图1)。.

过渡到安静的睡眠是一个快速的过程,这可能会被比作扳动开关, 你不是醒着(打开)就是睡着了(关掉), 据研究.

除非有什么东西扰乱了这个过程, 你会顺利地通过这三个阶段的安静睡眠.

安静睡眠(非快速眼动睡眠)的三个阶段

阶段N1

在从清醒过渡到浅睡的过程中, 你的N1期睡眠大约有5分钟. 在脑电图, 主要的脑电波会减慢到每秒4到7个周期, 一种叫做θ波的模式(见图1). 体温开始下降,肌肉放松,眼睛经常缓慢地左右移动. 处于N1阶段的人会失去对周围环境的意识,但他们很容易被惊醒. 然而, 不是每个人经历第一阶段睡眠的方式都是一样的:被唤醒, 有人可能记得当时昏昏欲睡, 而另一个人可能会描述自己睡着了.

N2阶段

真正睡眠的第一阶段持续10到25分钟. 你的眼睛是静止的,你的心率和呼吸比清醒时要慢. 你大脑的电活动是不规则的. 大, 慢波与被称为睡眠纺锤波的短暂爆发混合在一起, 当脑电波加速大约半秒或更长时间时. 科学家认为当纺锤波出现时, 大脑与外界的感觉输入断开连接,开始记忆巩固的过程(包括为长期存储而组织记忆). 脑电图追踪也显示了一种叫做k -复合体的模式, 哪些科学家认为是一种内在的警觉性系统,在必要时让你保持清醒. k复合体也可以由特定的声音或其他外部或内部刺激引起. 在N2阶段睡眠时,轻声说出某人的名字,脑电图就会显示出k -复合体. 你有一半的时间处于N2阶段睡眠.

N3阶段(深度睡眠,或慢波睡眠)

最终, 大, 被称为δ波的慢脑电波成为脑电图的主要特征, 然后你进入深度睡眠. 呼吸变得更有规律. 血压下降,脉搏减慢到清醒时的20%到30%. 大脑对外界刺激的反应较弱,很难唤醒睡眠者.

深度睡眠似乎是身体自我更新和修复的时间.

血液流向大脑的次数减少,大脑温度降低. 在这个阶段的开始, 脑下垂体释放一种刺激组织生长和肌肉修复的生长激素脉冲. 研究人员还发现,血液中激活免疫系统的物质水平有所上升, 这就增加了深度睡眠有助于身体抵御感染的可能性.

正常情况下, 年轻人大约20%的睡眠时间是持续半小时的深度睡眠, 但大多数65岁以上的人几乎没有深度睡眠. 当你在一段时间的睡眠剥夺后睡觉, 你很快就会从较浅的睡眠阶段进入较深的睡眠阶段,并在这一阶段花费大量的睡眠时间. 这表明,深度睡眠在恢复警觉性方面起着很大的作用,在一个人的最佳机能状态中起着至关重要的作用.

做梦(REM)睡眠

做梦发生在快速眼动睡眠期间, 这被描述为“瘫痪的身体却有活跃的大脑”.你的大脑在竞赛, 思考和做梦, 当你的眼睛在闭上的眼睑后快速地前后扫视时. 你的体温上升. 你的血压升高,心率和呼吸加速到白天的水平. 交感神经系统, 是什么导致了“战或逃”反应, 是你清醒时的两倍吗. 尽管有这些活动, 你的身体几乎不动, except for intermittent twitches; muscles not needed for breathing or eye movement are quiet.

快速眼动睡眠的作用

就像深度睡眠能恢复你的身体一样, 科学家相信快速眼动睡眠或做梦睡眠能恢复你的思维, 也许在某种程度上是通过帮助清理不相关的信息.

Studies of students’ ability to solve a complex puzzle involving abstract shapes suggest the brain processes information overnight; students who got a good night’s sleep after seeing the puzzle fared much better than those asked to solve the puzzle immediately.

早期的研究发现快速眼动睡眠有助于学习和记忆. 人们通过测试他们学习新任务的情况,在一夜的睡眠后提高了他们的分数. 如果他们被周期性地唤醒,使他们无法进入快速眼动睡眠, 改进的地方消失了. 相比之下, 如果他们从沉睡中被唤醒的次数相同, 分数的提高没有受到影响. 这些发现可能有助于解释为什么那些为了考试而熬夜死记硬背的学生通常比那些睡了觉的同学记住的信息更少.

每晚3-5次,即每90分钟,你会进入快速眼动睡眠

第一次发作通常只持续几分钟, 但快速眼动时间在夜间逐渐增加. 快速眼动睡眠的最后一段时间可能持续半个小时.

如果你被剥夺了快速眼动睡眠,然后在接下来的一晚没有被打扰的睡眠, 你会更早地进入这个阶段,花更多的时间在这个阶段——这种现象被称为快速眼动反弹.

睡眠结构

在夜间, 一个正常的睡眠者在不同的睡眠阶段之间以一种相当可预测的模式移动, 在快速眼动和非快速眼动睡眠之间交替. 当这些阶段被画在图表上时, 称为催眠术(见图2), 不同的楼层就像一幅城市天际线的图画. 睡眠专家称这种模式为睡眠结构.

在一个年轻人身上, 正常的睡眠结构通常由四到五个交替的非快速眼动和快速眼动阶段组成. 大多数深度睡眠发生在晚上的前半部分. 随着时间的推移,快速眼动睡眠的周期变长,并与N2期睡眠交替进行. 在以后的生活中, 睡眠天际线将会改变, N3期睡眠更少, 更多的N1期睡眠, 和更多的醒来.

睡眠结构

脑干控制着睡眠结构的许多特征, 控制呼吸的区域, 血压, 和心跳. 神经细胞的波动活动和它们产生的化学信使似乎协调了清醒的时间, 唤醒, 以及快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠之间90分钟的转换.

经许可改编 改善睡眠:一个良好睡眠的指南的特别健康报告 哈佛卫生出版社出版.