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本文來(lái)自微信公眾號(hào)：科研圈（ID：keyanquan），作者：戚譯引，原文標(biāo)題：《熬夜會(huì)削弱人類的這種基本能力，但周末補(bǔ)覺(jué)能修復(fù)回來(lái)》，頭圖來(lái)自：unsplash

缺覺(jué)會(huì)讓人感到反應(yīng)遲鈍、迷迷糊糊，對(duì)此許多人都有親身體會(huì)。睡眠不足確實(shí)會(huì)影響人的動(dòng)作控制。最近發(fā)表的一項(xiàng)新研究報(bào)告稱，睡眠不足會(huì)影響步行，尤其是我們控制步幅或步態(tài)的能力；但是如果你能把缺的覺(jué)補(bǔ)回來(lái)，即使只是在周末多睡幾個(gè)小時(shí)，也有助于緩解缺覺(jué)對(duì)步行的影響。

該研究由美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）和巴西圣保羅大學(xué)（University of S?o Paulo）合作完成，近日在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）發(fā)表。實(shí)驗(yàn)的被試都是學(xué)生，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，總體而言，睡眠時(shí)間越短的學(xué)生在跑步機(jī)上跟隨節(jié)拍器指示行走的表現(xiàn)越差，那些在考試前熬夜的學(xué)生的步態(tài)控制甚至出現(xiàn)了進(jìn)一步下降。

有趣的是，對(duì)于那些在步行測(cè)試前沒(méi)有熬夜、但通常在周一到周五無(wú)法達(dá)到理想睡眠時(shí)間的學(xué)生來(lái)說(shuō)，周末補(bǔ)覺(jué)的人比沒(méi)補(bǔ)覺(jué)的人表現(xiàn)更好。

麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系首席研究科學(xué)家、研究共同作者 Hermano Krebs 說(shuō)：“從科學(xué)上講，步行等幾乎自動(dòng)進(jìn)行的活動(dòng)是否會(huì)受到睡眠不足的影響還尚不清楚。我們還發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)償睡眠可能是一個(gè)重要的策略。例如，對(duì)于那些長(zhǎng)期睡眠不足的人，如輪班工作人員、臨床醫(yī)生和一些軍人，如果他們建立定期的睡眠補(bǔ)償，他們可能會(huì)更好地控制自己的步態(tài)?！?/p>

大腦如何影響步行姿態(tài)

有大量證據(jù)表明，睡眠時(shí)間會(huì)影響我們?cè)诮鉀Q數(shù)學(xué)問(wèn)題、進(jìn)行對(duì)話、閱讀等認(rèn)知任務(wù)上的表現(xiàn)。一個(gè)較少探討的問(wèn)題是，睡眠是否會(huì)影響我們?nèi)绾巫呗?，或進(jìn)行其他被認(rèn)為認(rèn)知資源消耗較少的活動(dòng)。

步行行為曾經(jīng)被視為一個(gè)完全自動(dòng)的過(guò)程，幾乎不涉及有意識(shí)的認(rèn)知控制。用跑步機(jī)進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)支持了這一觀點(diǎn)，表明步行主要由反射性脊柱活動(dòng)控制，而不涉及太多大腦的認(rèn)知過(guò)程。

“這是四足動(dòng)物的情況，但這個(gè)觀點(diǎn)是否適用于人類則更有爭(zhēng)議，”Krebs 說(shuō)。包括 Krebs 在內(nèi)的科學(xué)家們已經(jīng)表明，步行行為比以前想象的要稍微復(fù)雜一些。

在過(guò)去十年中，Krebs 廣泛研究了步態(tài)控制和行走力學(xué)，以便為中風(fēng)和其他運(yùn)動(dòng)受限疾病的患者開(kāi)發(fā)策略和輔助機(jī)器人技術(shù)。在之前的實(shí)驗(yàn)中，他證明健康人可以調(diào)整自己的步態(tài)，以匹配視覺(jué)刺激的細(xì)微變化，而沒(méi)有意識(shí)到自己正在這樣做。這些結(jié)果表明，除了更自動(dòng)化的過(guò)程之外，步行還涉及一些微妙的、有意識(shí)的影響。

2013 年，他與研究通訊作者、圣保羅大學(xué) Arturo Forner-Cordero 建立了合作關(guān)系，開(kāi)始共同探索更微妙的刺激（如聽(tīng)覺(jué)線索）是否會(huì)影響步行。在初期實(shí)驗(yàn)中，參與者被要求配合節(jié)拍器的節(jié)奏在跑步機(jī)上行走，研究人員操作節(jié)拍器，慢慢改變頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，參與者們能夠無(wú)意識(shí)地將腳步與微妙變化的節(jié)拍相匹配。

“這些結(jié)果表明，行走只是一個(gè)自動(dòng)過(guò)程的觀念無(wú)法提供完整的解釋，它還受到來(lái)自大腦的很多影響，”Krebs 說(shuō)。

缺覺(jué)的學(xué)生步行表現(xiàn)更差

Forner-Cordero 和 Krebs 繼續(xù)研究步行和一般運(yùn)動(dòng)控制的機(jī)制，他們的實(shí)驗(yàn)招募的參與者主要是學(xué)生。Cordero 特別注意到，在學(xué)期快結(jié)束時(shí)，當(dāng)學(xué)生面臨著多個(gè)考試和項(xiàng)目截止日期，他們會(huì)更加缺乏睡眠，并且在研究團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)更差。

“因此，我們決定充分利用這種情況，”Forner-Cordero 說(shuō)。在這項(xiàng)新研究中，他們邀請(qǐng)圣保羅大學(xué)的學(xué)生參加一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以了解睡眠剝奪對(duì)步態(tài)控制的影響。

實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)向每個(gè)學(xué)生提供了一塊手表，來(lái)跟蹤他們 14 天的活動(dòng)。這些信息讓研究人員了解學(xué)生每天睡覺(jué)和活躍的時(shí)間和時(shí)間。他們也沒(méi)有對(duì)學(xué)生們提供關(guān)于睡眠時(shí)間的指示，以便記錄他們的自然睡眠模式。平均而言，每個(gè)學(xué)生每天的睡眠時(shí)間大約是 6 個(gè)小時(shí)，但有些學(xué)生會(huì)在 14 天期間的兩個(gè)周末補(bǔ)覺(jué)。

在第 14 天的前一天晚上，他們選定一組學(xué)生為睡眠急性剝奪組（Sleep Acute Deprivation，簡(jiǎn)稱 SAD），這些參與者要在研究團(tuán)隊(duì)的睡眠實(shí)驗(yàn)室里徹夜不眠。第 14 天早上，所有學(xué)生都到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步行測(cè)試。

研究人員要求每個(gè)學(xué)生都以相同的速度在跑步機(jī)上行走，同時(shí)使用節(jié)拍器，要求他們跟上節(jié)拍。研究人員悄悄地緩慢提高或降低節(jié)拍器的速度，而不告訴學(xué)生他們正在操作。他們用相機(jī)拍攝學(xué)生的步行動(dòng)作，與節(jié)拍器的節(jié)拍對(duì)比，并重點(diǎn)觀察腳后跟撞擊跑步機(jī)的那一刻。

Forner-Cordero 說(shuō)：“他們必須使足跟撞擊與節(jié)拍同步。我們發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重睡眠不足的人的誤差更大。他們節(jié)奏亂了套，錯(cuò)過(guò)了嗶嗶聲，而且表現(xiàn)一般更糟?！?/p>

這本身可能并不完全令人驚訝。但是在將測(cè)試前沒(méi)有熬夜的學(xué)生進(jìn)行對(duì)比時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的差異：表現(xiàn)稍好的是那些在周末補(bǔ)覺(jué)、稍微多睡一點(diǎn)的學(xué)生，即使他們?cè)诮咏苣┑臅r(shí)候參加測(cè)試也是如此。

“這很矛盾，”Forner-Cordero 說(shuō)，“即使在大多數(shù)人的疲倦感峰值時(shí)期，這個(gè)補(bǔ)償組也能做得更好，這是我們沒(méi)想到的。”

“結(jié)果表明，步態(tài)控制不是一個(gè)自動(dòng)過(guò)程，它會(huì)受到睡眠剝奪的影響，”Krebs 說(shuō)，“他們還展示了一些減輕睡眠剝奪影響的策略。理想情況下，每個(gè)人每晚都應(yīng)該睡八個(gè)小時(shí)。但如果我們做不到，那么我們應(yīng)該盡可能多地進(jìn)行規(guī)律的補(bǔ)償?！?/p>

參考來(lái)源：

https://www.eurekalert.org/news-releases/932609

本文來(lái)自微信公眾號(hào)：科研圈（ID：keyanquan），作者：戚譯引

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