科學證明：夜間跑步可導致失眠！

清醒和睡眠的周期性交替是人類生存必不可少的條件,清醒和睡眠都是生理活動所必要的過程。只有在清醒狀態下，人體才能進行勞動和其他活動；而通過睡眠，才能使人體保持良好的清醒狀態。但睡眠的奧秘你又知道多少呢？最近的一項研究表明跑步會減少睡眠需求。

很多人認為，跑步是一種享受，閑暇時間跑跑步能夠讓人放鬆身心。然而，近期對小白鼠進行的一項研究表明：當我們進行一個簡單而重複的動作時，大腦的活動會相應減少。更重要的是，類似於跑步這樣的運動可能會減少大腦的睡眠需求。

清醒和睡眠之間並非是兩個相互排斥的狀態。有時候你可能比別人睡得更死，但有時候你可能比別人清醒的時間更長，而兩者之間的界限也比較模糊。人類的正常行為，如應對突發事件的迅速反應能力，會因為清醒時間超過了正常睡眠時間而退化。但具體原因尚不得而知。

人類睡眠或清醒所需要的時間，在一定程度上由個體的基因所決定；但有證據表明，這也與人類清醒時所進行的活動密切相關。在清醒狀態下，對身體施壓來實現睡眠渴望的機制尚不清楚，但科學家經常將其稱為「S進程」。（科學家認為身體的清醒和睡眠是一種雙進程模式。分為S進程：在夜間提升我們的睡眠渴望，抑制我們的清醒中樞；以及C進程：在白天讓我們保持清醒，抑制睡眠中樞。）

最近有研究證據表明，睡眠不是由整個大腦發起，而是由清醒狀態下被更多使用的局部神經元網路發起。研究人員懷疑，相比於其它部分，大腦中負責某些行為的部分是否更能影響人類保持清醒的能力呢？

奔跑吧，小白鼠

為了推測這個理論，研究人員使用了小白鼠自發跑輪實驗。當小白鼠在輪子中不停奔跑時，它們花費了絕大部分的時間清醒；似乎它們的睡眠需求以較慢的方式積累（解釋：清醒到睡眠所需的時間周期變長），或者是有什麼東西將它們的睡眠需求「覆蓋」。為了了解這個神秘的過程，研究人員研究了在人工跑輪中自發奔跑的小白鼠的大腦變化。

研究過程中，研究人員記錄了每隻小白鼠在輪子上跑步時大腦新皮質（外層大腦）單個神經元細胞的電活動。通常，當小鼠（或人）清醒並活動時，神經元以較高的速度發射。這是因為大腦必須監控周圍環境、協調運動並迅速做出判斷。這種恆定的大腦活動所需的能量大約佔身體總能耗的20%。

在人工跑輪中自發奔跑的小白鼠

令人驚訝的是，當小白鼠快速奔跑時，其中的一些神經元竟然完全停止發射。同時，大腦皮層中運動和感覺區域的整體大腦活動水平平均降低了30%以上。這表明，積極的身體行為和劇烈的運動不一定需要更加活躍的大腦。

研究人員還發現，當動物從事各種不同行為時，它們的神經元會以多種不同的方式放電（從緩慢放電到快速放電）。但在單調的跑步運動時，神經元放電變得更加一致。這表明，跑步不僅使大腦的整體活動變少，而且會呈現出更加穩定和統一的狀態。

而這種情況是否會在延長清醒時間期間內對整個大腦活動產生影響呢？之前的研究表明，清醒的時間越長，大腦越容易興奮（神經元越有可能被激活）。實驗發現，相比於醒來后的前幾個小時，在睡覺之前，小白鼠的神經元平均可以產生更多的峰值（神經元放電頻率達到峰值）。但是，如果小白鼠進行了很長時間的跑步運動，卻不會產生更多的放電峰值。這表明，如果神經元沒有被激活，之後它們就不會變得更加興奮。

跑步時的大腦狀態

通過一系列的研究觀察，研究人員發現：一天中，如果小白鼠大部分時間進行重複或有節奏的運動（如跑步），小白鼠大腦所處的狀態與正常狀態完全不同。這種狀態甚至能夠使大腦休息而不用進入深度睡眠。最近的研究證據不斷表明，短時間的運動對人體的認知功能大有益處，對睡眠也同樣具有好處。

自然界的一些例子也支持這種觀點。例如，鳥類在持續數天的飛行或遷徙時，睡眠要少得多。甚至有一些證據表明，人類也有類似的狀況——沉思和失眠具有一定的關係。具體原因尚不明確，但沉思或許與大腦的狀態（沉思時會感覺時間變得很慢）有關。而這恰恰與跑輪上的小白鼠相似。

睡眠的生理機制是科學至今尚未解決的謎題。想要徹底了解人類為何要睡覺以及睡眠如何影響大腦，科學研究還需很長的路要走。但是越來越多的證據表明，要想徹底揭開睡眠的神秘面紗，首先需要搞清楚清醒狀態下的大腦活動。

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