當一切你的身體執行良好時，整個睡眠過程就像一個配合良好的樂團，大腦的各個部分會在恰當的時間開始演奏。

這個樂團是如何進行的？

各個部分是如何保持協調一致和同步的？

為了回答這些問題，我們首先需要研究產生這種睡眠交替狀態和清醒狀態交響樂的大腦結構和外部因素。

好幾個生理過程與這種睡眠/清醒的交響樂相關，尤其是生理節律和產生睡眠驅動力的體內平衡。

生理節律和內在生物鐘大腦中有一個類似於電子起搏器的機制，對日常睡眠和清醒的規律進行管理。

這種內在時鐘（又被稱為生物鐘）通常在人降生後的前幾個月確立。它控制著一些生理特徵的起伏，包括體溫、血壓、激素（如褪黑素和皮質醇）的產生，消化液的分泌，尿液的產生以及睡眠和清醒的時刻。

上面提到的所有這些特徵以及其他幾十個生理特徵都擁有一種日常的節律。

所以，我們就把它們稱為生理節律（circadian rhythms），這個詞語來自拉丁語，意思是“關於一天”。

睡眠和清醒的生理節律（簡稱為睡眠/清醒節律）讓你在午夜和黎明時對睡眠的渴求最強烈，在下午中段也比較強烈。這被稱為雙峰模式（見圖2-3）。

睡意最高峰發生於清晨時分。

第二個小高峰發生在12個小時之後，也就是下午中段。

這是傳統午睡或午後小憩的生物學基礎。

在一項研究中，研究人員要求一組被試保持清醒24個小時。

不出所料的是，許多被試雖然努力保持清醒，仍忍不住打起了瞌睡。

當調查者將預期外瞌睡發生的時間標示出來時，他們發現高峰期出現在深夜2：00~4：00，以及下午2：00~3：00。

睡眠和清醒的生理節律讓一個人在午夜和黎明時對睡眠的渴求最為強烈，第二個小高峰發生於下午中段。

（資料來源：Adapted from M。M。Mitler et al。，“Methods of Testing for Sleepiness，”Behavioral Medicine21，1996：171-183。）

受睡眠/清醒的節律支配，大多數美國人只在夜裡睡覺，不過也有許多人會在週末下午午睡一會兒。

在一些午睡成為習俗的社會中，人們可以在工作日的下午睡一兩個小時，以此緩解白天精力水平的下降，這樣晚上相應地也會少睡一會兒。

在20世紀70年代，人們發現內在生物鐘位於視交叉上核（SCN）。

這一群細胞是下丘腦的一部分，後者是掌控食慾和其他生理狀態的大腦中心。

當實驗小白鼠大腦中的這一小塊區域受到破壞之後，它們的睡眠/清醒節律就消失了，不再按照正常的時間作息。

圖2-4顯示了視交叉上核在下丘腦的位置，位於從眼睛接收資訊，並傳輸給大腦視覺中心的神經道的正下方。

眼睛的視網膜與視交叉上核相連，這有助於解釋光線對生理節律的影響。

大腦中有一個類似於電子起搏器的機制，管理著清醒和睡眠的生理節律，這一機制位於視交叉上核部位。這一群細胞是下丘腦的一部分，後者掌控食慾、體溫及其他生理狀態。

授時因子

雖然生物鐘基本上是自動調節，但也會對幾種型別的外部因素產生反應，以將自身設定於24小時的範圍之內。

科學家把這些因素叫作“授時因子”（zeitgebers），這是一個德語用詞，意思是“授時”。

關鍵的授時因子包括光線、時間暗示，以及褪黑素。

光線

眼睛接收到的光線是影響最大的授時因子。由於眼睛和視交叉上核之間的聯絡，光線可以直接影響睡眠/清醒節律。

當研究者讓被試在睡眠實驗室中以與外部世界相悖的時間間隔接收光線時，被試會在無意識中重新設定自己的生物鐘，以與新的光線輸入相匹配。

多達90%的盲人存在生理節律困擾和睡眠失調問題，這顯示了光線對於睡眠/清醒節律的重要性。

研究者發現，在生理迴圈週期的特定時間點輸入光線，可以讓生理節律以一種可預見性的方式發生變化，這一點對治療生理節律失調極為重要。

時間暗示

當人們看時間、安排工作和交通計劃，以及服從社交需求時，為了某項任務或事件保持清醒時，就會有持續的壓力要求他們按時間計劃行事。這些暗示會讓生物鐘遵從於一個24小時的時間安排。

褪黑素

視交叉上核裡的細胞包含褪黑素的接受體，後者是一種由松果腺產生的激素，每天的分泌相當有規律，松果腺位於大腦的兩個半球之間。

在沒有光線的情況下，褪黑素的水平會在深夜升高，並在黎明過後下降。透過接收光線，褪黑素的產生可被抑制，甚至在午夜也是如此。

科學家認為，褪黑素的這種日常光敏週期有助於睡眠/清醒週期保持正常。

大劑量的激素可以在某些人身上導致瞌睡，褪黑素可被用於重置生物鐘，對於調整時差特別有用。

睡眠驅動

人的身體有一種本能傾向，即透過調整生理過程來保持內在平衡，這被稱為“體內平衡”。

體內平衡會影響許多身體功能。

例如，如果你長時間沒有喝水，或在運動時流了很多汗，就會感到口渴。

作為反應，你會去喝水，彌補失去的水分，然後你就不會再感覺口渴了。

體內平衡的驅動同樣會影響睡眠的時間。

它包含兩個方面：上一次睡眠過去了多久，以及累積的睡眠負債。

上一次睡眠過去了多久

正如你從自己的經驗中知道的，清醒的時間越長，就會感覺越疲憊。

一個通常晚上11：00睡覺，早上7：00起床，中間沒有午睡的人，睡眠間隔通常為16個小時。

所以，如果持續無眠的時間超過這個長度，睡眠驅動就會穩定增長。

圖2-5顯示了隨著清醒時間的累積，體內平衡的驅動隨之上升，然後在睡眠過程中下降。

體內平衡的睡眠驅動會隨著無眠時間的累積而增加。

直線代表這種驅動，注意睡眠發生在這種驅動的頂峰時期，然後其水平會在睡眠過程中下降。

累積的睡眠負債

你的身體需要一定數量的睡眠，才能以最佳狀態執行。

為簡單起見，我們將這一時間設定為8個小時。

如果你沒能睡夠8個小時，就會開始累積睡眠負債，這就好像你的銀行賬戶，如果你取出的金額經常大於存款金額，就會發生負債。

如果你星期一睡了5個小時，星期二睡了6個小時，星期三睡了7個小時，那麼你就積累了6個小時（3+2+1=6）的睡眠負債。在一段時間內，你的睡眠負債越大，睡眠驅動就會越強烈。

不斷增加的睡意是身體的自然本能，強迫你獲得8個小時的睡眠。

工作中的睡眠指揮家

你是否能在某個時間點入睡取決於體內平衡驅動的兩個方面的相互作用，以及一種叫作生物鐘驅動的因素。換句話說，這就是睡眠/清醒生理節律的作用。

有時，生物鐘和體內平衡驅動共同作用，促進睡眠或清醒（見圖2-6a）；

但有時，這些力量相互衝突，就會導致入睡困難或在白天很難保持精神清醒（見圖2-6b）。我們來看一些二者協調一致的例子。

假設你一週忙碌的工作終於接近尾聲了，在這一週你每天都得早上6：00起床，半夜才能睡覺。

星期五的夜間12：00，你已經18個小時沒睡覺了，累積了不大不小的睡眠負債，對於睡眠/清醒節律來說，現在是睡覺的理想時刻。

摒除一些非同尋常的情形（如睡眠失調、尖銳的汽車警報聲等），你應該用不了多長時間就能睡著。

與此相似，星期天晚上8：30，你已經睡了好幾天好覺了，此時你應該精神不錯，因為你的生物鐘和體內平衡驅動都處於清醒狀態。

實際上，此時的條件非常有利於絕佳表現，你或許會比平時多跑上1600米，看個一百多頁的小說，或者在拼字遊戲上一舉領先自己的伴侶。

但還有些時候，生物鐘和體內平衡因素處於衝突狀態。

例如，假設你按照平常時間起床，夜裡通宵熬夜。

當第二天早晨太陽出來以後，你已經超過24個小時沒有睡覺了，這會促使你想去睡覺。但每個上過夜班的人都知道，早上7：00生物鐘正處於清醒模式，所以此時你會很難入睡。

在這種情況下，很難說哪種力量會佔上風，這是一場兩種走向都有可能的鬥爭。

對於好睡眠來說，作息規律改變得越少越好。

換句話說，為了滿足自己的睡眠需求，你能做到的最好的事情就是睡足了覺，並且每天在相同的時間段睡覺。

你越是違抗自己的身體、長時間熬夜、累積睡眠負債，以及試圖按與自然的睡眠/清醒節律驅動相悖的方式睡覺，在希望的時間保持清醒以及入睡的難度就會越大。