关于午睡的研究

心理科学进展 2009, Vol. 17, No. 2, 421–425 Advances in Psychological Science 421 关于午睡研究的概述 赵大勇 符明秋 汤永隆 李 哲 （西南大学心理学院，重庆 400715） 摘 要 适当的午睡可以缓解我们午后的疲劳感，提高午后心境状态、觉醒状态；对于进行了正常夜眠的个 体而言，习惯性午睡行为并不是对夜眠不足的补偿；短时午睡对恢复正常体个体身心状态有着积极的效果； 然而，越来越多的研究也发现，午睡对记忆也有一定的整合作用。午睡中慢波睡眠对陈述性记忆的整合起着 重要作用，此外，二期睡眠纺锤波对陈述性记忆及程序性记忆的整合也起着一定的作用。利用午睡探讨睡眠 对记忆的整合作用及机制，可能是未来研究的方向。 关键词 午睡；习惯性午睡；短时午睡；记忆 分类号 B849:R395 在许多国家和地区，人们都有午睡习惯，午间 睡眠在我国则更为普遍。廖建桥、许群珍、袁子云、 吴彤和李中海（2006）进行的一项全国范围的调查 发现，87.56%的人有午睡习惯，而每年平均有 10.17 个月为大学生的“午睡日”。自 20 世纪 30 年代，人 们才开始关注午睡研究。随着医学以及生理心理学 的高速发展，现今午睡研究者已逐步把研究重点投 向午睡结构对高级神经活动的作用上。本研究从生 理心理学入手，回顾了现阶段国内外关于午睡研究 的重要问题以及研究成果，针对性地分析了短时午 睡对恢复个体身心状态的作用，探讨了午睡成分对 记忆的作用机制。 1 对午睡习惯性的研究 个体进行午睡的频率受身体健康状况、工作环 境及文化的影响。在日常生活中，有些人已经把午 睡规律化、作息化，形成习惯性行为；而对于有些 人而言，偶尔的午睡却会加强午后嗜睡感，影响其 午后的正常工作，甚至影响其夜间睡眠，所以午间 几乎不进行午睡。一直以来，研究者们多采用以下 两种对习惯性午睡进行划分。 （1）个体一周进行至少 1 次午睡，每次午睡时 间为半小时至两小时，至少持续两年，就为习惯性 午睡者（Taub, 1976）。 （2）“午睡者”就是日间偶尔、经常、总是进 行午睡的人，而“非午睡者”则是几乎或从来不午 收稿日期：2008-07-24 通讯作者：符明秋：E-mail:fmingqiu@126.com 睡的人（Evans, 1977）。 1.1 习惯性午睡是对夜眠不足的补偿吗？ 研究者们在对习惯性午睡与非习惯性午睡者夜 间睡眠结构的研究中发现，习惯性午睡与非习惯性 午睡者的夜间睡眠结构不存在任何不同，成人的习 惯性午睡行为并不是对夜间睡眠不足的补偿，个体 的习惯性午睡行为也不会影响其夜眠质量（Johnston, 2001）。 1.2 为什么有人不午睡？ Milner（2006）等人在研究中发现进行短时午 睡（20 分钟）后，习惯性午睡者睡眠 1 期 alpha 及 theta 波波幅，2 期睡眠 delta, alpha 以及 sigma 波幅 相对比非习惯性午睡者要高。由此可见，午睡给习 惯性午睡者与非习惯性午睡者带来完全不同的体 验。Dinges（1992）对习惯性午睡及非习惯性午睡 者的睡眠结构进行了研究，结果显示习惯性午睡者 1 期睡眠时间较长，并且有较多的睡眠阶段转换， 而对于非习惯性午睡者来说，偶尔的午睡更容易进 入慢波睡眠，从而导致睡眠惯性，这也就是部分人 不喜欢午睡的原因。 习惯性的午间睡眠并不是为补偿夜间睡眠，并 且习惯性午睡者能经常进行高质量的午间睡眠。我 国是一个午睡非常流行的国家，午睡习惯也有自己 的特点。廖建桥的研究得出“我从来不午睡”者占 被查人数的 12.44%，“我只有夏天才午睡”占 26.28%，“我春、夏、秋 3 个季节都午睡”占 7.15%， “我一年四季都午睡”占 39.35%（廖建桥, 2006）。 可见，我国有午睡习惯的人平均午睡次数为每周 2 -422- 心理科学进展 2009 年 次午睡。所以，在我国，个体平均每周午睡 2 次以 上，每次午睡时间为半个小时至两个小时，至少持 续两年，应为习惯性午睡者。 2 关于午睡功能的研究 2.1 短时午睡对恢复午后身心状态的作用 许多研究都发现，对于正常夜眠的人而言，不 包括慢波睡眠的短时午睡对恢复午后身心状态的效 果更好。Stampi（1990）等研究了 20、50 和 80 分 钟午睡对进行了正常夜眠被试的效果。实验结果表 明，相对于 50 及 80 分钟的午睡，几乎不包括慢波 睡眠（只有 4%）的 20 分钟午睡的效果最好。 Takahashi（1998）等人研究了被试在进行了正常的 夜间睡眠后，15 分钟午睡效果要好于 45 分钟午睡。 被试在 15 分钟午睡后其 ERP 的 P300 成分潜伏期减 短，表明短时间的午睡缩短了被试对刺激评价的时 间，同时也发现被试困乏程度减轻，也相应地提高 了任务表现成绩（数字推理任务）。Hayashi（1998） 等考察了进行正常夜间睡眠的被试进行 20 分钟午 睡的作用。结果发现，在午睡后三小时内，被试困 乏程度有显著缓解，听觉辨别成绩有显著提高；EEG 中央前额区 alpha 波的活跃性有显著上升，表明午 睡后个体觉醒状态提高。其研究证明，午饭后进行 20分钟的短时午睡对个体减缓午后的困倦状态有积 极的效果，同时也有助于个体保持警觉水平。该研 究还发现，在午睡后 1 个小时内，个体逻辑推理能 力及连加作业成绩也有显著提高，主现困乏度、心 境状态及觉醒水平在午睡后 1~2 个小时内也得以提 高，证明了 20 分钟午睡对恢复个体身心状态的持续 性效果（Hayashi, 1998; Hayashi, 1999a; Hayashi, 1999b）。 随着科学技术的不断发展，越来越多的研究者 把先进的神经生理学技术如事件相关电位（Event Related Potentials-ERPs）技术应用到午睡研究中来， 以更为客观、科学的指标来考察午睡的作用。P300 成分已成为考察午睡后觉醒状态的有效指标，其潜 伏期反映了个体对刺激进行归类所用的时间，振幅 则代表注意分配的多少（Picton, 1992）。P300 波幅 变化与个体觉醒状态相关（Polich, 1995; Polich, 2007）。Takahashi 和 Arito（1997）的一项研究表 明，短时午睡过程中大振幅的 delta 波与 P300 的潜 伏期相关，从深度睡眠觉醒的被试在觉醒后其信息 加工的速度相对较慢。研究者认为，包含较多慢波 睡眠的午睡会增加个体觉醒后的睡眠惯性，而短时 午睡中慢波成分较少，所以个体觉醒后其睡眠体验 较高。而关于短时午睡对恢复午后身心状态的作用 机制，Brooks 和 Lack（2006）认为，对进行了正常 的夜眠的被试而言，前 10 分钟的睡眠是保证午睡质 量的关键。Hayashi（2005）等则认为 2 期睡眠则起 着重要的作用。其研究发现觉醒于 1 期睡眠的 6.5 分钟午睡（S1=4.2 分钟）效果要差于觉醒于 2 期睡 眠的 11.4 分钟午睡（S1=6.0 分钟，S2=3.0 分钟）。 因此研究者认为，2 期睡眠起着关键作用。然而， 这一结果也可以是由于较长的连续性睡眠造成的， 并不只是 2 期睡眠的作用。所以，对于短时午睡对 恢复午后身心状态的机制仍需要研究者进行深入研 究探讨。 2.2 午睡 SWS 成分对记忆的整合作用 在夜眠的研究中发现，慢波睡眠（SWS）对陈 述记忆（语义记忆）的整合的起着重要作用（Gais, 2004）。在关于午睡的研究中，Schabus 等人在对比 了有无慢波睡眠午睡者的记忆水平之后，发现只有 进入慢波睡眠的被试其陈述性记忆成绩才有提高 （Schabus, 2005）。此研究不但证明了睡眠过程中 慢波睡眠及慢波活动对记忆整合的关键作用，而且 也揭示出慢波睡眠过程中枕区 theta 波的活跃程度 与陈述性记忆的巩固相关，从而证明了午睡对陈述 性记忆整合的积极作用。Tucker（2006）的研究也 发现了午睡对陈述性记忆的整合效应，但这一结果 受到了其他研究者的质疑。有研究显示午睡过后， 在控制了组间的觉醒水平及皮质醇分泌量差异的条 件下，被试的程序性记忆得到提高，但陈述性记忆 则无变化。Backhaus 和 Junghanns（2006）等人研究 比较了 1 个小时午睡对于提高对偶学习任务成绩的 作用。其研究结果也没有发现午睡中慢波睡眠对陈 述性记忆的整合作用。Backhaus（2006）和 Tucker （2006）两个研究中午睡时间基本相同（47.0 分钟 vs.45.5 分钟），但在两个实验中被试进入慢波睡眠 的时间却有不同，Backhaus 和 Junghanns 的实验中 被试慢波睡眠时间只有 8.7 分钟，而 Tucker 的实验 中被试慢波睡眠为 22.4 分钟。这似乎可以推断出进 入慢波睡眠的时间是导致其结果不一致的主要因 素，从而可以说明慢波睡眠在陈述性记忆整合中的 作用。Tucker 和 Fishbein（2008）的一项研究也证 明了午睡中的慢波成分对陈述记忆的加工作用。研 究发现进行了 45 分钟午睡（SWS:21.47 分钟）的被 试，其语义记忆率显著高于未进行午睡的被试，并 第 17 卷第 2 期 关于午睡研究的概述 -423- 且高语义知识习得被试的慢波睡眠数量与习得率呈 显著正相关。 2.3 午睡二期睡眠纺锤波对记忆的整合作用 2.3.1 对陈述性记忆的作用 关于夜眠的研究结果发现陈述性记忆在 2 期睡 眠过程中得以初步整合，特别是发现了 2 期睡眠纺 锤波对陈述性记忆的整合作用（Smith, 1994；Gias et al., 2002）。在关于午睡研究中，吴惠涓等（2007） 发现，健康男性青年一小时午睡后的图片回忆和单 词记忆成绩均有所提高。该研究发现，相对于无学 习组，学习组被试在进行陈述性知识学习后午睡中 的慢波睡眠成分显著增加，而学习后 2 期睡眠的持 续时间虽无明显改变，但 2 期睡眠中睡眠纺锤波的 密度增加，从而证明了午睡中 2 期睡眠纺锤波对巩 固陈述性记忆的作用。这一结果表明，陈述性记忆 的整合不是始于 SWS，而在 2 期睡眠就已经开始。 Lahl（2008）等人发现了 25 分钟短时午睡 （S2=10.2 分钟，SWS=4.3 分钟）对陈述性记忆整 合的作用，同时实验结果也显示 6（S2=2.0 分钟） 分钟的午睡也有助于陈述性记忆的整合，但 6 分钟 午睡的作用相对较差。研究者认为，2 期睡眠对陈 述性记忆有一定的整合加工。但陈述性记忆在午睡 中的整合并不是受依赖于某一具体睡眠阶段（如 2 期睡眠或 SWS），睡眠一开始便启动了对陈述性记 忆的整合加工，并随着睡眠的进行而得到深入加工 整合。这一发现促使我们重新认识睡眠与外显记忆 的关系。但是，无论是二期睡眠对陈述性记忆整合 作用，还是 Lahl 等人提出的新理论，都有待研究者 们进一步研究证实。 2.3.2 对程序性记忆的作用 最近睡眠研究主要集中在睡眠对新技能及信息 习得的作用上（Smith, 2001）。近几年，在对夜间睡 眠与程序性记忆整合关系的研究中发现，动作技能 的整合与二期睡眠有着不可分割的联系。Smith 和 McNeil（1994）发现夜眠过程中 2 期睡眠的破坏将 危害到新习得的动作技能的整合。Nader and Smith （2003）指出大脑中央区睡眠纺锤波对动作技能的 整合有一定的作用。近期的一些研究都证实二期睡 眠及纺锤波对程序性记忆整合的作用，特别与视觉 空间记忆的整合有关（Clemens, 2005; Clemens, 2006）。在日间睡眠对动作技能影响的研究中有人发 现，被试在日间进行 8 小时睡眠后，其成绩表现与 进行夜间睡眠后没有显著差异（Fischer, 2002）。 Mednick 等人（2002，2003）的研究结果表明日间 睡眠也有相同效果。包含慢波睡眠和包含快眼动睡 眠的 60 分钟和 90 分钟午睡对空间知觉（视觉纹理 辨别任务）有一定的整合作用。在近期关于午睡的 研究中，Miller（2006）等人运用 ball-and-cup（杯 球）任务研究短时午睡（20 分钟）对动作技能的作 用，结果发现 20 分钟的短时午睡对习惯性午睡者动 作技能习得有一定的整合作用。习惯性午睡者学习 动作技能任务后，午睡中二期睡眠纺锤波密度增大， 并且 sigma 波（13.5~15Hz）波幅增大。这一研究结 果与 Fogel 等人（2001）在夜眠中的研究发现一致。 Fogel 等人发现被试在习得一定的动作技能后，其夜 间睡眠中二期睡眠时间、二期睡眠纺锤波数量以及 sigma 波能量也随之增加（Fogel et al.,2001）。研究 证明，午睡对于程序性记忆的整合有积极的作用， 但是，所有的研究只是考察了一次午睡的效果，而 高级动作技能的习得是一个渐近的过程，所以即使 在有效控制了实验任务类型以及复杂度的基础上， 午睡乃至夜眠对动作技能的整合作用仍然需要长时 间追踪研究加以验证。 3 午睡的研究趋势 睡眠对记忆的整合作用一直是睡眠领域研究 的热点问题。尽管人们对睡眠记忆整合加工机制的 许多细节还很模糊，但随着神经生物技术的应用， 睡眠记忆整合加工机制的研究得以迅猛发展，人类 对此的认识也正在不断深入。与此同时，脑断层扫 描技术（Computerized tomography, CT）、相关事件 电位（Event-related potential, ERP）、正电子发射层 扫描（ Positron emission tomography, PET）、功能核 磁共振（Functional magnetic resonance imaging, fMRI）等为睡眠研究提供了新的方法和技术。这些 研究提示人们，睡眠中大脑仍在进行认知加工，而 且不同的睡眠结构及成分关系到不同脑区的认知加 工过程。然而，夜间睡眠是一个相对连续的过程， 不同的夜眠结构和成分相对较难剥离，无法考察其 具体的作用。而午睡由于时间相对短，其睡眠结构 则相对简单，所以，通过午睡探讨睡眠对高级认知 活动的记忆加工机制仍将是今后研究的热点问题。 一方面，最近的一些关于午睡对记忆作用的研究结 果表明，睡眠对陈述记忆的加工一个连续的过程， 睡眠启动后便开始对陈述记忆进行整合加工，这一 发现对经典睡眠记忆整合理论提出质疑，同时也为 睡眠记忆研究开辟了新的视角，还有待研究者们开 -424- 心理科学进展 2009 年 展更深入、更系统的研究。另一方面，午睡中二期 睡眠纺锤波的作用是今后研究的一个热点。尤其是 对于陈述性记忆的作用还需要进行深入研究探讨。 此外，在午睡的临床研究中，关于短时午睡的 研究仍是今后研究的重要议题。短时午睡对恢复正 常人午后身心状态有着持续的作用，但对不同类型 持续作业的工作人员而言，其作用是否相同，需要 进一步研究证实。 参考文献 廖建桥, 许群珍, 袁子云, 吴彤, 李中海. 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Overview of Napping Research ZHAO Da-Yong; FU Ming-Qiu; TANG Yong-Long; LI Zhe (School of Psychology, Southwest University, Chongqing 400715, China) Abstract: Napping not only can be a countermeasure to the afternoon circadian nadir, but has the potential to improve mood, alertness, and performance in the afternoon. However, habitual napping behavior in young adults is not to compensate for poor sleep on the preceding night. More specially, a short-term nap was long enough to lead to benefits, but short enough to avoid post-nap grogginess. Moreover, research has consistently shown that nap can also benefit to memory consolidation. Declarative memory was consolidated in slow wave sleep (SWS) during daytime naps, and the consolidation was associated with stage 2 sleep and spindles. Furthermore, stage 2 sleep and spindles may be particularly important for the efficient consolidation of motor skill memory. The mechanism of memory consolidation during naps might be the direction of further studies. Key words: nap; habitual nap; short-term nap; memory consolidation