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作为灵长类动物的代表,人类是怎么做到睡得最少的?

图片:Peggychoucair / CC0

在灵长类动物中,人类为什么平均睡眠时间最少?睡眠时间在进化上对人类有哪些影响?

东华君,神经科学博士生/前额叶/脑高级功能

www.d88.com www.zqsanxian.cn 文 / @东华君

睡眠,作为一项要花费我们三分之一生命的活动,是人类一直都参不透的奥秘之一。尽管,我们早已熟知自己在睡眠时长上与其他物种存在着巨大的差异。比如,喵星人整个白天都眯着眼,牛羊则是一天到晚都嚼着草。但是,当我看到人类与我们的近亲——其他的灵长类动物在睡眠时长上也存在着巨大的差异时,难免还是大吃一惊。弄明白这一现象背后的原因,或许能告诉我们更多有关睡眠的起源和演化的故事。

1、人类与其他灵长类的睡眠的比较

Charles 等人通过对比 30 种灵长类动物的睡眠时长后发现,人类的平均睡眠时间在所有的灵长类里面最短。他们通过依据这些灵长类的的体重、脑容量、饮食结构和生活方式等因素建立的数学模型推测,得出理论上人类每天应该睡 9. 55 小时。但经过调查,人类实际平均一天只睡 7 小时左右。我们的睡眠时长位于所有被研究的灵长类中的倒数第一,远远低于灵长类动物的平均水平(图 1)。并且,即便是与人类亲缘关系最近的灵长类动物——黑猩猩的睡眠时间也有 9.67 小时。

但是通过比较各个灵长类动物的睡眠质量之后,研究者们发现,在 30 种灵长类动物中,人类的快速眼动睡眠(REM,深度睡眠)的时间所占的比例最高。也就是说,虽然人类的睡眠时间要远短于其他的灵长类动物,但是我们的睡眠质量却是最高的。

相信不少朋友看到这项结果时,很可能也会像我一般大吃一惊。然而,吃惊之后未免会想:人类与其他灵长类在睡眠方式上存在如此大的差异的原因何在?这与人类超越其他灵长类,以地球之主宰而存在是否也有关系呢?带着这些问题,我们来一起分析一下灵长类和早期人类的睡觉状况。

2、人类的睡眠时间为什么会更短?

听到别人说到睡觉的话,我们的脑海里面最先想到的应该是床和被子。然而,你如果对其他灵长类提及睡觉的话,人家想到的绝对不是这些。

灵长类动物是一个庞大的家族,目前已刊登在册的大约有 300-500 种(详见前文:《灵长类动物大盘点,你都认识谁?》)。这个类群中的物种多样性很大,有小巧机敏的眼镜猴,也有刚劲雄健的大猩猩。

不同的灵长类动物,在睡眠的方式上也不尽相同。形态娇小的灵长类(如婴猴)往往会以树洞为巢穴。弱小的他们,躲在树洞里不但可以躲避天敌和蚊虫,还可以保持稳定的温度环境,有利于?;び揍?。在这种安全舒适的环境中,想不睡一个好觉都难。而大部分的灵长类,比如我们常见的猴子们,体型较大,再也无法躲进树洞了。他们的睡眠条件就比较寒酸了,一般直接抱着一颗树枝就睡了。虽然睡眠变得有点艰苦了,但是离开树洞对他们也是有好处的。很明显的一点是,猴子们可以聚居在一起。这能促进他们发展出社会性,更好的应对环境的变化和捕食者的威胁。

而对于体型更大的类人猿们而言,再抱着单根树枝睡觉的话,怕是会经常掉地上了(特别是要带宝宝的猩猩妈妈们)。但是这并不能难倒聪明的类人猿们,他们已经会改造自己的睡眠环境:每天都会使用细枝和树叶在数根树枝之间搭建一个新的巢来睡觉。这种睡觉的方式更是有很多好处,不但可以防止捕食者和害虫的侵扰,还可以起到保暖的效果。很显然,这般安全舒适的环境有利于持续的睡眠。

有趣的是,类人猿的高智商促进了他们建造巢穴的能力。而舒适的巢穴能提供深度且持久的睡眠,这反过来又能促进他们认知能力的提升。(猴子们怕是悟不出这个道理吧。。)

类人猿中体积足够大的类群,比如雄性黑猩猩和大猩猩,以及早期人类,有时则会选择从树上爬下来,席地而睡。敢这么干的,一般都要有足够强大的防御能力和一定的团队协作能力。当然,在如此危险的地方睡觉,他们的睡眠时长必定是断断续续的,很有可能比我们现代人睡的还要少。

研究表明,直立人被认为是首个实现完全在地面睡觉的原始人类。席地而睡虽然可以构建更好的巢穴,也不必担心从树上掉下来,但是显然也是要付出代价的。我们的直立人祖先既要面临着大型捕食者的威胁,还有天上飞的地上爬的能吸血能传播疾病的蚊虫的侵扰。并且,因为与导热性更强的地面接触,保暖也会成为一个巨大的问题。很显然,鉴于种种环境压力,人类从树上跑到地面来睡觉肯定会严重地影响我们的睡眠。

为了应对这些不利和威胁。原始人类不得不发展出应对之策才能顺利的生存下去?;鸬氖褂谜煤芎玫慕饩隽苏庑┪侍?。在夜晚,火既可以驱赶捕食者,也可以使人类保持温暖,产生的烟雾还可以驱赶蚊虫。并且,在篝火和熟食的吸引下,人类变得会聚集起来,形成稳定的社会结构。社会的形成,既会促进文化的产生和延续,还会引起部落间的战争、外交和贸易。当然,这得花费原始人类的大量的时间,同样会挤占他们的睡眠时间。

3、睡眠时间变少了,我们该如何应对?

人类来到地面活动、火的使用和社会结构的形成,这些既导致了人类文明的进步,同样也压缩了我们祖先的睡眠时间。这些生存的压力迫使着我们的祖先去通过提升睡眠的质量来弥补睡眠时长的缩短。

并且,随着文明的进步,我们的睡眠环境也有了逐步的改善,火的使用、茅屋的搭建、被子床垫的发明等等都有利于人们获得更为深度的睡眠。因此,经过长期的演化,人类虽然总体的睡眠时长不及其他灵长类,但是,我们的睡眠质量反过来则是要高于他们的(图 1)。更高的睡眠质量反过来,又使得我们可以投入更多的时间在学习新的知识和技能,以及进行社交活动上。

事实也确实如此。研究发现,在 30 种灵长类动物中,人类的快速眼动睡眠时间所占的比例最高。这表明,相较于其他灵长类动物,人类虽然睡眠的时间被压缩了,但是人类也同时提高了睡眠的质量,以效率更高的方式来保证白天所学的知识被真正地转化为记忆。这也许正是对睡眠时间缩短的适应的结果。

人在睡眠时候,大脑在进行着具有一定周期性的功能和状态循环。根据脑电的数据特征,睡眠的周期可以分为两个时相:NREM(非快速眼动睡眠期)和 REM(快速眼动睡眠期)。NREM 与 REM 交替出现,交替一次称为一个睡眠周期,两种循环往复,每夜通常有 4~5 个睡眠周期,每个周期 90~110 分钟。研究发现,这两个阶段都会对记忆的巩固做出贡献。特别是快速眼动睡眠期,对于我们通常所说的记忆——情景记忆的巩固至关重要。 详见前文:边睡边记?---- 睡眠中记忆的巩固;人为什么要睡觉?

简而言之,早期的人类,伴随着智能的提升,从相对安全的树上来到了猛兽环伺的地面生存。在地面上,他们既要应对捕食者的威胁、解决部落间的冲突,还需要处理社交关系、学习和传授新的知识和技能。这些事情都需要大量的时间来完成,毫无疑问地挤占了他们的睡眠时间。因此,在生存压力和人类的智商与文明的进步的推动下,人类演化出了一套更为高效的睡眠方式,使得可以用尽可能短的时间来完成睡眠的需求。这或许是人类得以进化,超越其他灵长类动物的重要原因。

主要参考资料:

  1. Nunn, C.L. and D.R. Samson, Sleep in a comparative context: Investigating how human sleep differs from sleep in other primates. Am J Phys Anthropol, 2018.
  2. Samson, D.R. & Nunn, C.L. Sleep intensity and the evolution of human cognition. Evol Anthropol 24, 225-237 (2015).

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