睡眠是日常生活中很重要的一部分，人们大约要花三分之一的时间来睡觉，就像食物和水一样对生存至关重要。没有睡眠，就无法在大脑中形成或维持让人们学习和创造新记忆的通道，同时很难集中注意力并迅速做出反应。
睡眠对大脑的许多功能都很重要，包括神经细胞(神经元)如何相互沟通。事实上，当你睡觉时，你的大脑和身体都非常活跃。最新研究表明，睡眠扮演着管家的角色，清除你清醒时大脑中堆积的*素。
每个人都需要睡眠，但睡眠的生物作用仍然是个谜。睡眠几乎影响到身体的每一种组织和系统——从大脑、心脏、肺到新陈代谢、免疫功能、情绪和抗病能力。
研究表明，长期睡眠不足或睡眠质量差，会增加高血压、心血管疾病、糖尿病、抑郁和肥胖等疾病的风险。
睡眠是一个复杂而动态的过程，它以科学家目前了解的方式影响着你的身体机能。以下描述了人体的睡眠需求是如何被调节的，以及在睡眠过程中大脑发生了什么。
睡眠解剖
大脑中有一些结构与睡眠相关。
下丘脑：
是大脑深处花生大小的结构，包含了一组神经细胞，它们充当影响睡眠和觉醒的控制中心。下丘脑内是视交叉上核(SCN)——由数千个细胞组成的簇，它们直接接收来自眼睛的光线信息，并控制你的行为节奏。
一些SCN受损的人白天的睡眠不规律，因为他们无法将昼夜节律与昼夜周期相匹配。大多数盲人保持着一些感知光线的能力，并且能够调整他们的睡眠/觉醒周期。
脑干：
位于大脑底部的脑干与下丘脑沟通，控制清醒和睡眠之间的转换。脑干包括被称为桥脑、髓质和中脑的结构。下丘脑和脑干中的睡眠促进细胞产生一种叫做GABA的大脑化学物质，这种物质可以减少下丘脑和脑干中唤醒中心的活动。
脑干(尤其是脑桥和髓质)在快速眼动睡眠中也起着特殊的作用，它会发出放松身体姿势和肢体运动所必需的肌肉的信号，这样我们就不会做出过激的举动。
丘脑：
扮演着从感官到大脑皮层(大脑的覆盖层，负责解释和处理从短期记忆到长期记忆的信息)的信息中继的角色。在睡眠的大部分阶段，丘脑会变得安静，让你不去理会外部世界。但在快速眼动睡眠期间，丘脑是活跃的，向大脑皮层发送图像、声音和其他感觉，填满我们的梦境。
松果体：
位于大脑的两个半球内，它接收来自视交叉核的信号，并增加褪黑激素的产生，当灯光暗下来时，褪黑激素会帮助你入睡。
那些失去视力和不能利用自然光协调他们的自然睡眠周期的人可以通过每天同一时间服用少量的褪黑激素来稳定他们的睡眠模式。
科学家认为褪黑激素随时间变化的高峰和低谷对于人体昼夜节律与外界的光明和黑暗周期相匹配很重要。
前脑：
位于大脑前部和底部的基底前脑也能促进睡眠和觉醒，而中脑的一部分则起到唤醒系统的作用。基底前脑和其他区域细胞释放的腺苷(细胞能量消耗的化学副产品)支持你的睡眠动力。咖啡因通过阻断腺苷的作用来抵消睡意。
杏仁核：
是一个杏仁状的结构，参与处理情绪，在快速眼动睡眠期间变得越来越活跃。
睡眠分期
睡眠有两种基本类型：非快速眼动睡眠(有三个不同的阶段)和快速眼动睡眠(REM)。每一种都与特定的脑电波和神经元活动有关。在一个典型的夜晚，你会多次经历非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠的所有阶段，到了早晨，快速眼动周期会越来越长，越来越深。
非快速眼动睡眠：
第一阶段
是从清醒状态到睡眠状态的转变。在这短时间内(持续几分钟)相对较浅的睡眠中，你的心跳、呼吸和眼球运动变慢，肌肉放松，偶尔伴有抽搐。你的脑电波开始从白天清醒的模式中减速。
第二阶段
是在进入深度睡眠之前的一段浅睡期。你的心跳和呼吸变慢，肌肉进一步放松。体温下降，眼球运动停止。脑电波活动变慢，但以短暂的电活动爆发为标志。与其他睡眠阶段相比，你在第二阶段睡眠中的重复睡眠周期更多。
第三阶段
是一段深度睡眠，早晨醒来时你需要感到神清气爽。它在上半夜发生的时间更长。在睡眠时，你的心跳和呼吸会减慢到最低水平。你的肌肉很放松，很难唤醒你。脑电波变得更慢。
快速眼动睡眠：
首先发生在入睡90分钟后。你的眼睛在闭着的眼皮后面快速地左右移动。混合频率的脑电波活动变得更接近在清醒状态下看到的。你的呼吸变得更快、不规律，你的心率和血压增加到接近清醒的水平。
你的梦大部分发生在快速眼动睡眠中，尽管也有一些发生在非快速眼动睡眠中。你的手臂和腿部肌肉会暂时瘫痪，这就阻止了你将梦想付诸行动。
随着年龄的增长，快速眼动睡眠的时间会减少。记忆巩固很可能同时需要非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。
睡眠机制
两个内在的生物机制——昼夜节律（生物钟）和睡眠-觉醒稳态——共同作用来调节你何时清醒和睡眠。
昼夜节律（生物钟）
指导着各种各样的功能，从清醒状态的每日波动到体温、新陈代谢和荷尔蒙的释放。它们控制着你的睡眠时间，使你在晚上感到困倦，在早上没有闹钟的情况下容易醒来。
你身体的生物钟大约以24小时为基础，控制着大部分的昼夜节律。昼夜节律与有关一天实际时间的环境线索(光线、温度)同步，但即使在没有线索的情况下也会继续。
睡眠-觉醒稳态
跟踪你对睡眠的需求。体内平衡睡眠驱动力提醒身体在一定时间后入睡，并调节睡眠强度。这种睡眠驱动力在你醒着的每一个小时都会变得更强，在一段时间的睡眠不足之后，你会睡得更长、更深。
影响你睡眠-觉醒需求的因素包括医疗条件、药物、压力、睡眠环境和你的饮食。也许最大的影响是暴露在光线下。眼睛视网膜上的特殊细胞处理光线，并告诉大脑现在是白天还是黑夜，可以提前或推迟我们的睡眠-觉醒周期。暴露在光线下会让你很难入睡，醒来后也很难再睡着。
夜班工人通常在睡觉时很难入睡，在工作时也很难保持清醒，因为他们的自然昼夜节律和睡眠-觉醒周期被打乱了。就时差综合症而言，当人们飞往不同的时区时，昼夜节律就会与一天中的时间不同步，导致他们的生物钟与实际时钟不匹配。
基因和神经递质的作用
睡眠的化学信号
当我们准备睡觉时，大脑许多部位促进睡眠的神经元簇变得更加活跃。被称为神经递质的神经信号化学物质会“关闭”或抑制细胞发出唤醒或放松信号的活动。
GABA与睡眠、肌肉放松和镇静有关。
去甲肾上腺素和食欲素(也叫下丘脑泌素)使我们清醒时大脑的某些部分保持活跃。
其他影响睡眠和清醒的神经递质包括乙酰胆碱、组胺、肾上腺素、皮质醇和血清素。
基因和睡眠
基因可能对我们需要多少睡眠起着重要作用。科学家已经确定了几个与睡眠和睡眠障碍有关的基因，包括控制神经元兴奋性的基因，以及影响我们的昼夜节律和睡眠时间的“时钟”基因，如Per、tim和Cry。
全基因组关联研究已经确定了不同染色体上的一些位点，这些位点增加了我们对睡眠障碍的易感性。
此外，不同的基因已经被鉴定与这些睡眠障碍有关，如家族性晚期睡眠期障碍、嗜睡症和不宁腿综合征。在大脑皮层和其他大脑区域表达的一些基因会在睡眠和清醒之间改变它们的表达水平。一些基因模型——包括蠕虫、果蝇和斑马鱼——正在帮助科学家识别与正常睡眠和睡眠障碍有关的分子机制和遗传变异。
更多的研究将提供更好的理解遗传的睡眠模式和昼夜节律和睡眠障碍的风险。
睡眠研究
你的医疗保健提供者可能会推荐多导睡眠图或其他测试来诊断睡眠障碍。
多导睡眠图通常包括在睡眠实验室或睡眠中心度过一夜。它会记录你整个晚上的呼吸、氧气水平、眼睛和肢体运动、心率和脑电波。你的睡眠也会被录像和录音。
这些数据可以帮助睡眠专家确定你是否在各个睡眠阶段达到并顺利进行。结果可用于制定治疗计划或确定是否需要进一步的测试。
通过智能技术跟踪睡眠
数以百万计的人正在使用智能手机应用程序、床边监视器和可穿戴设备(包括手镯、智能手表和发带)来非正式地收集和分析他们的睡眠数据。
智能技术可以记录睡眠时的声音和运动，记录睡眠时间，并监测心跳和呼吸。通过配套应用，某些设备的数据可以同步到智能手机或平板电脑上，或者上传到PC上。
其他应用程序和设备会发出白噪音，产生刺激褪黑激素分泌的光，并利用轻微振动帮助我们入睡和醒来。
睡个好觉小贴士：
充足的睡眠对你的健康有好处。这里有一些提高睡眠质量的建议:
1.制定一个时间表——每天在同一时间睡觉和起床。
2.每天锻炼20到30分钟，但不要在睡前几小时。
3.白天晚些时候不要喝含咖啡因和尼古丁的饮料，睡前不要喝含酒精的饮料。
4.睡前放松——试着洗个热水澡，看书，或者做其他放松的事情。
5.创造一个睡觉的房间——避免明亮的灯光和大声的声音，保持房间在一个舒适的温度，不要看电视或在你的卧室里有电脑。
6.不要醒着躺在床上。如果你无法入睡，做一些其他的事情，比如阅读或听音乐，直到你感到疲倦。
7.如果你有睡眠问题，或者白天感到异常疲倦，就要去看医生。大多数睡眠障碍是可以有效治疗的。
通过研究希望了解睡眠相关的知识
科学家们继续研究睡眠的功能和调节。研究的重点是了解长期睡眠不足的风险以及睡眠与疾病之间的关系。
与睡眠充足的人相比，长期睡眠不足的人更有可能超重、患中风、心血管疾病、感染和某些类型的癌症。
睡眠障碍在患有老年痴呆症和帕金森氏症等神经系统疾病的人群中很常见。
关于睡眠和这些健康问题之间的联系仍有许多未解之谜。睡眠不足会导致某些疾病，还是某些疾病会导致睡眠不足？这些，以及许多其他关于睡眠的问题，代表了睡眠研究的前沿。
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