抱歉,前一阵博主我简直消失了一样——不过现在终于忙完了一篇会议文章和一个专利,顺便更新了一下学术主页(http://guanghan.info)。这个专利挺有意思,是关于睡眠的,起因是一个斯坦福的日本学者来公司拉funding。——随后买了几本关于睡眠的书籍,最初当作工作来看,后来觉得对生活也有一定的积极意义,所以把一些非技术性的东西写出来,跟大家一起分享。
1. 睡眠的五个阶段(stages)
完全清醒: β 波
第一阶段: α 波, θ 波:人是【清醒】的,身心放松,呼吸心率变慢,思维漫游,感觉不错(冥想和催眠达到的状态)。
第二阶段:Sleep Spindles / K-complexes 这两个模式突然来到,大脑在此阶段逐渐尝试着关闭自己。但人仍是【清醒】的。理论上是“睡着了”。
第三阶段与第四阶段:深度睡眠。大脑在 “ε波”和“δ波”的状态来回更替。 深度睡眠时,呼吸心率达到一天最低点,血管膨胀,白天存储在器官里的血液流向肌肉组织,滋养和修复它们。
第五阶段:快速动眼睡眠(REM),也成为梦境睡眠。这个阶段脑电波的频率高起来了。往往清晨做些不合逻辑的梦,便是在此阶段发生的。
一个夜晚的睡眠,往往是经历若干个周期,每个周期都是由以上五个阶段组成的。随着时间的推移,夜越深,每个周期里面的REM睡眠越长,而深度睡眠越短。我们知道,深度睡眠是睡眠中最宝贵的时间段,很多关于睡眠效率的书籍中都会提到,睡得少并且睡得少的办法是,获得充足的深度睡眠。在深度睡眠中,我们的肌肉开始修复自己,肝脏肾脏也开始排毒,而我们的大脑神经元开始强化重要信息,在潜意识层面进行运算和整理。
因此,早睡早起的人,获得了更多的深度睡眠时间,虽然睡了同样的时间,却比其他人更有精神。而且早起之后可以很从容地洗漱,吃饭,读书,运动——这显然比仓促地洗漱上班好得多,少了很多压力,却增加了幸福感。这大概也是很多CEO都会早起健身的缘故吧。
睡眠很少的人,白天精力不充沛,其实还有一个补救办法,那就是午睡。午睡要控制在30分钟以内,使得睡眠仅仅停留在前两个睡眠阶段,而不进入深度睡眠。这是因为深度睡眠中被叫醒,会产生疲乏无力感。在经历完一整个睡眠周期之后醒来,这才是最理想也最舒适的状态。其次是仅仅停留在浅度睡眠,这样虽然没有获得深度睡眠带来的好处,却相当于经历了冥想(参考相关文章:关于冥想),在 α 和 θ 的脑波下清空了冗余的缓存,醒来后会神清气爽。
2. 睡眠时钟 影响因素
众所周知,生物钟具有适应性,我们可以根据日常安排调整生物钟。短期来看,生物钟适应了当前的特定状况,但长期来看,一旦生物钟屈服了,我们的睡眠状况就不好了。人不可能长期保持超频的消耗状态。影响生物钟的因素有——
(1)人的体温节律,即昼夜节律(有点阴阳的意思)
体温的高低变化告诉大脑何时感到疲乏,何时清醒——体温升高时,清醒,脑波频率高;体温低时,困乏,疲劳,懒。如果你平时下了班就变懒,可能也是有此因素。
体温从早晨开始升高,在下午开始降低,然后开始升高到晚上。晚上体温达到最高点。然后下降,凌晨四点最低。
无论几点睡,到了特定时间体温还是到相同的温度,除非我们采取方法优化体温变化。也就是说,如果起得晚,如果不通过心理因素强迫自己改变这个状态开始早起的话,那么即使早睡,可能还是会起的晚。而一旦起的早了以后,会很容易同一时间起床。
因此要养成早睡早起的好习惯,习惯养成了就很简单了,不需要意志力了。要知道,意志力是一种消耗品——真正能够长期保持的,是习惯的力量。建立起良好的习惯,可以不需要思考和意志力使我们每天都能朝着目标移动一点点,而建立起习惯的计划和方法,才是我们要花费思考和意志力要做的事情。
(2)褪黑素(Melatonin)含量和光照
人体内有一个系统由光亮和黑暗来控制睡眠激素含量。
褪黑激素是松果状腺和视网膜里激素的统称,也称为吸血鬼激素。该激素功能:让我们入睡,以恢复体力。如果含量太高,则感到困倦和精力不足。
身处黑暗时,褪黑激素开始分泌。一旦眼睛接触不到阳光,褪黑激素含量就开始升高。
接触阳光可以使得体温升高,让人清醒更久。
窗帘和百叶窗,是我们主动调节光线的工具。和“闭关锁国”相比,我更喜欢让第一缕阳光能及时照射进来。
(3)活动水平
运动锻炼可以快速提高体温,对于睡眠系统也是很有益处的。
确实,从个人经验来讲——晚上跑步之后,早晨很早就会醒,也不会困倦;白天工作效率更高,也不会感到疲惫。
运动锻炼使得白天默契的体温下降变化更剧烈,使体温更长时间保持低温,使得睡眠更深。而一旦深度睡眠足够了,可以缩短我们整体的必要睡眠时间。事实上,体育运动不仅没有浪费时间,反而节省了我们的时间!
(4)Prior Wakefulness
睡了8、9个小时还感觉疲劳,实际上说明睡的太多了,需要较少的睡眠。如果早晨醒来,懒床想再睡一会儿,那么往往会在1个半小时之后自然醒来——因为又睡了一个睡眠周期。而这个睡眠周期里,是REM占据了大部分时间,只有很少的深度睡眠,因此是很不划算的。
3. 对日常生活的一些指导
DOs:怎么做是积极的?
前面已经在各个地方提到了,在这里总结一下——
(1)晒太阳很重要,室内室外的光照强度差别很大,需要有意识地给自己创造接触阳光的机会。
(2)早睡早起很重要,相对于晚睡晚起,提高了睡眠时间的利用率。
(3)午睡很重要,可以提高下午的工作效率。
(4)体育运动很重要,可以增加深度睡眠占总体睡眠时间的比例,进而可以在保证精力的前提下缩短总体必要睡眠时间。
DON’Ts:怎样做是消极的?
(1)周末睡懒觉对睡眠系统有害。
原因有三:
a. 节律和习惯稳定会给我们带来更大的势能,而不是波动无常。
b. 不出门导致见不到太阳光,体温升降变慢。
c. 睡懒觉时,多睡的时间是REM的时间,没有太大的益处。
(2)抽烟对睡眠有害
尼古丁会减少深度睡眠; 夜里会上厕所,是身体在给自己“解毒”。
(3)酒精对睡眠有害
a. 酒精会抑制睡眠的3,4,5阶段,使得睡眠很浅;
b. 酒精会导致脱水,影响深度睡眠时血液流向肌肉的过程,脱水会导致这个过程困难。
c. 酒精和安眠药不能一起服用
4. 睡眠与“暗时间”
睡眠是一个自我完善和超越的过程。
深度学习中的常用的,使用算法backpropagation(反向传递)进行目标函数的优化时,就可以用睡眠来隐喻——每个白天,神经元见识一些训练数据,进行前向传递,利用已有的概念进行解释;每个夜晚,神经元进行反向传递,修正参数,在梦境中吸收白天的经验进行学习。
事实上,人脑在夜晚确实是在进行类似的活动。白天的学习,需要夜晚有效的睡眠进行巩固。潜意识在夜晚并不会停息,而是进行显意识不擅长的大量排列组合试错运算。灵感往往来源于睡眠中的潜意识运算(详情见文章:直觉和灵感的同质性讨论)。
规划好睡眠,利用好睡眠,可以让我们精力更加充沛,身体更加健康,学习更加有效,生活更加幸福。希望这篇博文对我自己,也对大家,都能有所帮助。(原谅我的强行总结,因为时间不早了……)
宁广涵
2016年5月30日