【聯合報╱本報記者詹建富】
不少學子都曾經為了應付明天的考試，拚命熬夜苦讀，但眼皮卻越來越重，難怪古人曾採用「懸樑刺股」方式，趕走瞌睡蟲。究竟睡眠的機制為何？未來有可能發明一種藥丸，吃了就不用睡覺嗎？
台灣睡眠醫學會理事長林嘉謨指出，任何生物都有其自然的生理周期，從大象到細菌都有從出生到凋亡的周期，而人類的生老病死、育齡女性每隔28天有月經來潮，都屬於生理周期。
此外，隨著地球自轉而產生白晝與黑夜，絕大多數的生物體為了適應此一自然外在環境變化，而有所謂的「晝夜節律」，例如公雞在黎明時刻會啼叫，豆科植物的葉子在白天會張開、晚上則閉合，以及人類「日出而作，日落而息」，都是「生物時鐘」的表現。
台北醫學大學附設醫院睡眠中心主任李信謙說，人類的大部分器官和組織都可以發現被生物時鐘調節的生理現象，其「總開關」就位於兩個大腦半球之間的視叉上核（SCN），也就是當視網膜上的節細胞（ganglion cell）感受到光照的明暗、強弱，就會把訊息傳遞到視叉上核。
動物實驗發現，視叉上核的神經細胞具有24小時周期變化的放電頻率，一方面指揮腦中的松果體在適當的時間分泌褪黑激素，另一方面也透過神經傳導物質及內分泌來指揮周邊器官和組織的生物時鐘，包括心臟、肝臟和腎臟及血管，使得體內的生理周期與外界環境，可以同步調整。
聖馬爾定醫院神經內科主治醫師葉世彬表示，根據研究，入夜後，腦中所分泌的褪黑激素就會開始升高，大約在凌晨零點到2點左右分泌最旺盛，而在褪黑激素的刺激下，人就會產生睡意，但還要加上身體的疲累感，也就是提供器官和組織運作能量來源的腺苷三磷酸（adenosine triphosphate, ATP），經過一天的氧化及磷酸化之後，它的代謝物就會累積在前腦，進而抑制清醒中樞，讓人昏昏沈沈，在上床後就會很快進入夢鄉。
林嘉謨說，當人進入睡眠狀態後，腦並沒有停止工作。科學家透過腦波儀、眼電圖及肌電圖等儀器的監測發現，睡眠時會出現不同頻率的腦波；在淺睡期或打盹時，以α波（8~13赫茲）為主，深睡期呈現θ波（4~8赫茲），熟睡期則是δ波（1~3赫茲），但在快速動眼期則呈現β波（高於13赫茲）。
值得注意的是，當人在睡眠進入快速動眼時期，因眼外肌的陣發性抽動，導致眼球在眼皮下快速轉動，此時大腦神經元的活動與清醒時腦波狀態相同，也會出現富生動、戲劇性的夢境，如果是男性則伴隨陰莖勃起的狀態，這時也是睡眠階段中最淺的，如果剛好在這時候醒來，都能想起夢境內容。
李信謙指出，每天6~8小時的睡眠中，從第一次進入淺睡期、深睡期、熟睡期到快速動眼時期，是一個完整的睡眠周期，約是90~120分鐘，但接下來的睡眠周期也許就不完整，通常整夜睡眠中，會出現3~4個睡眠周期。
尤其是在熟睡期，李信謙說，此時人體肌肉完全放鬆，心跳與呼吸變緩，身體組織便趁此時進行休養與修復，如果有良好的睡眠，最起碼可讓身體達到「恢復精神、重獲體力」的作用。這也是人體為什麼需要睡眠的最重要因素，不可能靠食物或藥丸來替代睡眠。
兒童生長激素 熟睡期才分泌
台北醫學大學附設醫院睡眠醫學中心主任李信謙表示，我們每天生活所需的種種「認知能力」，舉凡對新事物的學習、推理與記憶，都需要透過睡眠來調節。
特別是在睡眠中的「快速動眼期」，這時的大腦會自動重複白天所收集的資訊，刪除不必要的訊息，加深某些記憶，特別是對程序性與空間性的資訊，會進入像電腦「存檔」的動作；萬一睡眠時間長期被剝奪，就會影響學習能力。
恩主公醫院兒科主治醫師兼加護病房主任許登欽也說，嬰兒有一半時間是在睡覺，當他們入睡時，大腦皮質會持續接受環境給予的刺激，融合感覺並學習，曾有學者研究研究數十位嬰兒睡眠狀態，並比較他們長大後的身心發展，證實嬰兒的睡眠品質好壞，會影響日後的神經發育與智能發展。
研究發現，睡眠狀態規律的寶寶，日後發展得都很正常，但睡眠周期非常不規律的寶寶，心智發展會變得遲緩，有些出現過動症；有的因腦部受損合併睡眠周期不規則的孩子，甚至發生嬰兒猝死症候群（SIDS）。
值得一提的，良好的睡眠品質能加強釋放生長激素。許登欽表示，夜間10點至凌晨2點，是分泌生長激素最旺盛的高峰期，而且是在熟睡期才會穩定從腦部釋放。生長激素能促進骨骼、肌肉、結締組織和內臟的生長發育。
因此，嬰幼兒若能有較穩定的睡眠品質可促進生長、提升免疫力，生長激素分泌過少，會造成身材矮小，俗話所謂「一暝大一吋」，並非無的放矢！
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