细思极恐的山洞实验:一天24小时作息不是人类本能

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Toutiao
最新回复:2021年2月11日 15点17分 PT
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SME科技故事

过年回家,睡过头的早上总要面对长辈的教育:早睡早起,方能养生。不吃早餐,伤胃伤身……

为什么一日要食三餐?不吃早餐真的不健康吗?那对于倒时差和上夜班的人而言,早餐又该如何定义?

为什么长辈总是强调要早睡早起?22点睡7点起与0点睡9点起到底有什么不一样?

那些不分昼夜的劳动者也需要遵循日出而起日落而息的规律吗?

所谓的按时作息是顺应人类天性,还是仅仅只是文化习惯强加的结果?

在科学史上,关于作息的研究有很多,其中不乏脑洞大开的惊世之作。

如果说把人扔进昼夜不分、冷暖不变的山洞里去,将一天强行改为28小时,能够行得通吗?

又或者把一天缩短成21小时,把一周拆成8天,这样的生活会不会更有效率呢?

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克莱特曼(Nathaniel Kleitman)是世界公认的第一位系统研究睡眠的专家,被称作“现代睡眠之父”。

他是REM(快速眼动)睡眠的发现者,也因此提出了睡眠的不同阶段相关理论。



克莱特曼

在功成名就之前,他就对睡眠有非常多与众不同的猜想。例如睡多久最合适、长期不睡会发生什么,以及何时入睡何时醒来的问题。

但想要弄清楚这几个问题,就必须先找到定义“睡眠”的标准。

以睁开眼睛为清醒的证明还说得过去,但闭上眼睛可就不能代表睡着了,毕竟装睡的人是永远都叫不醒的。

二十世纪初,脑电波图的诞生为许多神经科学和脑科学的研究者提供了极大的便利。

根据脑电波的变化可以让研究者非常容易判断出睡眠和觉醒之间的转换。



并且,那个年代科学家们已经了解了人的体温在一天当中的周期性变化规律。

睡眠时体温开始下降,醒来后逐渐升高,这是一个周而复始的过程。

也正是这两个趁手兵器的出现,才让克莱特曼有机会进行他脑洞大开的科学实验。



当时43岁的克莱特曼已经以自己的身体为实验材料做过相当多关于睡眠的实验了。

他曾经强制剥夺自己的睡眠长达180个小时*(约一周),企图将每天24小时的作息规律调整为48小时。

最终克莱特曼尝试了一周“白天39小时+晚上9小时”的生活,但实验并没有成功。

*注:目前睡眠剥夺的世界纪录长达40天,即968个小时。



克莱特曼

类似的,他的学生也曾尝试将每天缩短成12小时,24小时里睡两次。这位学生顽强地坚持了33天,但仍旧没能很好地适应这样的作息。

也许这两个失败的实验都太过激进,又或者实验环境受到了不确定因素的干扰。克莱特曼又开始规划一个更加严谨可行的实验。

他准备了两个新的方案,分别将一天压缩成21个小时和延长为28小时。这样正好能把一周的时间划分成8天和6天,不仅幅度变小更容易适应,也不会对实验人员的工作生活带来太大的影响。

起初实验在芝加哥大学进行,克莱特曼每隔一段时间就测量一次包括他自己在内所有实验人员的体温。

如果参与实验的人员体温变化周期符合新的作息规律,则说明他们已经适应了新的作息。

反之,如果仍保持原来24小时为一个周期的规律,则不能称作已经适应了新作息。

实验很快结束了,但最终的结果却不太明朗。

有一位学生到实验结束时体温变化周期已经与新的作息周期吻合。可是克莱特曼本人的体温周期却稳如泰山,还遵循着原来24小时的规律。

其实这次的实验也有许多无法避免的外界影响因素:比如雷打不动的日出日落、白天与黑夜间的气温变化等等。



为了排除正常生活中的各种干扰,克莱特曼选择在美国肯塔基州的猛犸洞穴再次实验。

猛犸洞穴是世界上已知最长的洞穴,已探明的部分长达600公里。那里常年保持着12摄氏度的气温,也没有见到太阳的可能性。

可以说这次克莱特曼尽力排除了所有的干扰因素,万事俱备只欠东风。

克莱特曼和学生理查德找到了洞穴中一个宽20米,高8米的洞窟。他们在那架设了一张桌子、两把椅子、一个洗漱台以及两张床。

本以为一切已经完美就绪,直到老鼠的驾临他们才知道自己有多幼稚。

无奈之下,他们只好把床用铁架架在半空中,架子的支脚还要用铁桶当城墙来防老鼠。



在这一次的山洞实验当中,两人遵循每日28小时,一周6日的作息。

每一天还有详细的规划,其中9小时用来睡觉,10小时用来工作,剩余的时间可以干除睡觉外的任何事。

他们在清醒的时候每2小时就测一次体温,睡眠时则每4个小时测一次(两人的睡眠时间错开,相互测量)。



两人躲进暗无天日,深幽可怖的猛犸洞穴,一去就是32天。

1938年7月6日是两人与外界约定好的重出江湖之日。

接送的专车载着两人返程,车一停下记者们就围了上来,十分关切地询问两个看起来像是野人的家伙。

次年,克莱特曼出版了这次实验的专著《睡眠与失眠》,书中详细记录了实验最终的结果。

在那32天里,理查德仅仅花了一周的时间就适应了28小时的作息,体温变化与新作息相吻合。

而比理查德年长20岁的克莱特曼本人却仍旧没有进展,无论如何强迫自己都无法适应。他的体温变化规律还是倾向于保持24小时一天的作息。

似乎人体的内部有一个独立自主的生物钟在运转,即便没有任何外部环境变化作为参照它也依旧精准。

克莱特曼因为这个实验为人熟知,后来成为了“现代睡眠研究之父”,但还有更多难题等待解决。

人的规律作息可能难以被更改,那是不是就意味着如果不主动更改,它就会非常精准可靠呢?

24年之后,一位地质学家偶然的经历又带给了我们新的认识。



米歇尔·希夫(Michel Siffre)

米歇尔·希夫(Michel Siffre)当年只有23岁,对冷战期的太空竞赛和军武竞赛兴趣浓厚。他不止一次设想过长途星际旅行或居住在辐射避难所中的生活场景。

作为一名地质学家,希夫经过良好的训练,常常深入洞穴勘察。洞穴内的生活像极了他所好奇的那种生活方式。

因此他总有意无意地在进入洞穴后让自己忘记时间,尽量不让外界的因素干扰工作。

1962年7月16日,希夫发现了一个没有阳光射入的漆黑洞穴。

起初他打算在洞穴中逗留约两周的时间,但他很快就发现两周的时间太短,可能需要更长的时间才能完成研究。

于是在长达2个月的时间里,他扔掉了手表,像个野兽一样累了睡饿了吃。并以睡眠来推算日期,一次睡眠就记一天。

希夫本子上记录的天数越来越多,很快就到了离开的时候。离开的那一天,根据记录上记下的36天推算,应该是8月20日。

然而,此时真实的日期已经是9月14日了,希夫自己记录时间足足比现实少了25天!

这个结果非常出乎当事人的意料,正常人的生理周期难道不是应该遵循24小时一循环的吗?



这个巨大的疑问困扰了希夫整整10年之久,他决定进行一次超长时间的洞穴隔离实验。

他选择了在美国德克萨斯州的一处地下洞穴开始他超过6个月的噩梦实验。

一开始希夫的作息十分规律,大约保持在24小时30分钟左右。他在笔记中写道:我的睡眠是完美的!身体会自己选择何时入睡与进食。

之后的几个星期希夫的昼夜周期渐渐延长至26个小时,还算得上比较稳定。但从第六周开始,事情就变得有些失控了。

真实时间的第37天,对洞穴里的希夫而言是第30天。这一天他度过了一个漫长的“白天”,然后一觉睡了15个小时。

这惊鸿一觉似乎打开了什么切换开关,希夫的作息开始出现巨幅波动。虽然大多数时候依旧是26小时左右,可偶尔会出现长达36小时甚至48小时以上的“一天”。



更令人觉得费解的是,希夫在经历这样漫长的日子时完全没有察觉。他甚至觉得48小时的一天过起来就像普通的一天,丝毫不会觉得漫长。

但混乱的作息也让希夫在无聊的洞穴隔离生活中变得越发崩溃。他开始感到极度的空虚,想尽快逃离这个吞噬灵魂的洞穴。

在第79天的时候他打电话给同事乞求退出,却被告知连一半的时间都没撑到。挫败感让他感到窒息,一度想要以自杀了结,还好最后因为挂念父母而作罢。

最终他在这个地底洞穴中生活了长达205天之久。

希夫为科学的献身又再度带来了新的观点:固有的规律作息即使在没有干扰的隔离的环境下也会逐渐崩坏。

实验过后,希夫的笔记被赞助方NASA详细研究,这些发现可能对士兵、潜艇兵和宇航员带来极大的帮助。



想要搞清楚人的作息规律究竟是怎么一回事,其难度恐怕不亚于登陆火星。

2017年的诺贝尔生理学或医学奖的获奖研究又给了我们新的希望。

三位生物学家对果蝇体内控制生物钟的节律基因发现做出了关键性贡献。这一基因证实了果蝇体内确实存在真实的生物钟,如果抑制这个基因,果蝇的作息将会变得混乱不堪。



可哺乳动物的生物钟调节机制会更加复杂,有太多因素会影响作息周期的规律性。

它有时候温顺乖巧,有时候又狂躁不堪,无力驯服它的我们只能畏畏缩缩患得患失地口口相传:“早睡早起规律的生活更才健康。”

李听
1 楼
"目前睡眠剥夺的世界纪录长达40天,即968个小时" =====> 中纪委笑了
看一看笑一笑
2 楼
李听 发表评论于 2021-02-10 19:30:25 "目前睡眠剥夺的世界纪录长达40天,即968个小时" =====> 中纪委笑了 ———————- 看到你的评论,我笑了。
老品闲K
3 楼
敬佩这些为科学付出巨大的人。
忒忒绿
4 楼
生物的生物钟是由太阳决定的。长期离开太阳,生物钟就会失调。
咋就五毛
5 楼
忒忒绿 发表评论于 2021-02-10 20:24:00 生物的生物钟是由太阳决定的。长期离开太阳,生物钟就会失调。 ========================= 阅读不仔细。克莱特曼告诉你:不是。
西
西湖孤山
6 楼
呵呵都是头脑的胡思乱想,我们没有什么本能。我们可以活成任何作息规律。
枫城俠客
7 楼
希望文学城能够多登载一些这类科普文章。
0
0101011
8 楼
创造那个睡眠剥夺世界纪录的是英国人,据说他具有让左右半脑轮流睡眠的本领。
D
DoctorXI
9 楼
圆是宇宙间最简单的形状,它只需要一个参数即半径就能确定,因而在能量最低原理的作用下物质规律呈现出圆周即周期特性。至于说周期长度是多少,这和波的叠加效应是一样的,也就是不同成分的因素的周期的综合作用。 仅就睡眠而言,光照是决定性因素。 老先生改不过来是因为体内的生物钟的惯性,24小时周期早就在基因里写好了,更改周期需要额外的能量,是一种破坏,这也是17年诺贝尔奖所揭示的。
X
XM25
10 楼
毛泽东进城以后一直生活在这种状态,他住的地方封的严严实实,房间里没有钟,不知道白天黑夜,饿了吃,困了睡,急了拉,想找谁谈或者开会就叫他们过来。这样他的一天就不是24小时。这可苦了他的手下。不知道什么时候要你去开会。
p
purplelavender
11 楼
非常喜欢这样科普性的文章,以后少发一些八卦,特别是娱乐圈的八卦,多一些这样的文章
B
Bslrim
12 楼
本来24小时的作息也是因为有日出日落,完全黑暗的状态你想要十小时一天还是三十小时一天没有什么区别,人体适应生物钟有人调节的快有人调节的慢
老北京2000
13 楼
有什么可研究的。人的作息是太阳,地球自转,月亮的潮汐决定的,不可轻易更改。
老品闲K
14 楼
一不小心又暴露了功~友身份,哈哈哈。 对圆和能量情有独钟。 李大师不表扬一下? ==== DoctorXI 发表评论于 2021-02-10 22:07:52圆是宇宙间最简单的形状,它只需要一个参数即半径就能确定,因而在能量最低原理的作用下物质规律呈现出圆周即周期特性。至于说周期长度是多少,这和波的叠加效应是一样的,也就是不同成分的因素的周期的综合作用。 仅就睡眠而言,光照是决定性因素。 老先生改不过来是因为体内的生物钟的惯性,24小时周期早就在基因里写好了,更改周期需要额外的能量,是一种破坏,这也是17年诺贝尔奖所揭示的。
何西2017
15 楼
人花了几百万年适应太阳地球月亮,想改不要几百万年也要几万年,除非能基因编辑改造
D
DoctorXI
16 楼
老品闲K你真可怜,读过中学吗?丫真是辱没自己的祖宗
老品闲K
17 楼
你这个不知羞耻的毒轮晕,俺读了20多年书,比别人不行,比你卓卓有余。 洗盘子把自己洗傻了吧?
D
DoctorXI
18 楼
楼下的洗盘子二十多年有人信,读书二十多年估计是小学留学
老品闲K
19 楼
谁读书多少水平咋样大家知道。 多吃点s,能聪明一点,哈哈哈。
D
DoctorXI
20 楼
老品闲K,你真可怜,大家都能看到我在这里谈科学你在这里骂人,丫就一污耄赖皮老狗
老品闲K
21 楼
以为谈科学就可以掩盖你肮脏丑陋的嘴脸? 以为网上搜罗点东西再加点胡说八道就可以装斯文掩盖你的无知? 俺本来很久不搭理你了,无论你怎么胡说八道,想不到你又缠上我了。 俺要横眉冷对千夫指,痛打落水狗,看见一次。
D
DoctorXI
22 楼
楼下污耄老狗躲了那么长时间还换马甲,结果还是被我火眼金睛抓出来了,一句话,狗改不了吃屎
老品闲K
23 楼
毒轮晕嘴上说反共不反中,实际上都是干的坑害中国的勾当,可惜老天爷不帮你们。 俺换了啥马甲? 你这个数典忘祖的败类。
D
DoctorXI
24 楼
五毛狗名单里的你是另一个马甲,你原本叫犬跪感恩,没错吧?狗改不了吃屎,换马甲没用
老品闲K
25 楼
那是你曾经用过的吧,脑子一锅粥毒轮晕。
D
DoctorXI
26 楼
品嫌五毛狗到处咬人啊,挣了不少吧?一大把年纪了,自重吧。