最新研究表明，對於嬰兒和成年人來說，年齡不同，他們睡眠的主要原因也不一樣。

新浪科技訊 北京時間9月25日消息，據國外媒體報道，人類一生中大約三分之一的時間在睡覺，科學家一直在討論爲什麼睡眠佔據我們如此多的時間，目前，最新一項研究表明，人類在特定年齡不同階段，睡眠狀況會存在差異。

關於爲什麼我們睡眠時主要集中在腦力活動的問題有兩個主流解釋理論：一種理論認爲，大腦利用睡眠來重組細胞之間的聯繫，構建支持我們記憶和學習能力的神經網絡；另一種理論認爲，大腦需要時間來清理一天累積的代謝廢物。神經科學家一直在爭論這些解釋哪些是人類需要睡眠的主要原因，但是最新研究表明，對於嬰兒和成年人來說，年齡不同，他們睡眠的主要原因也不一樣。

這項研究發表在9月18日出版的《科學進展》雜誌上，研究人員使用數學模型表明，嬰兒大部分睡眠時間處於“深度睡眠”，也被稱爲隨機眼動睡眠（REM）。與此同時，我們的大腦細胞之間迅速建立新的連接，並不斷地擴大，然後當蹣跚學步的嬰兒接近兩歲半的時候，他們的快速眼動睡眠時間快速減少，因爲他們的大腦轉換至“維護模式”，大部分睡眠時間用於清潔大腦代謝廢物，並進行修復。

研究報告作者、美國加州大學洛杉磯分校聖菲研究所生態學、進化生物學和計算醫學教授範·薩維奇稱，這絕對是令人震驚的事情，這種大腦模式轉換如此快速。

同時，研究人員還收集了其他哺乳動物的相關數據，其中包括：兔子、老鼠和豚鼠，發現它們的睡眠可能經歷類似的轉變，然而，現在判斷這些模式在許多物種中是否一致還爲時過早。

瑞士伯爾尼大學兒童與青少年精神病學和心理治療大學醫院的神經學家萊拉·塔魯赫說：“我認爲實際上這種大腦模式轉換可能並沒有那麼明顯，而是更平穩，或者個體之間轉換的年齡會有所不同，大腦發育的速度因人而異，我們發現2-3歲之間的數據點非常‘稀疏’。”

新興的假說理論

2007年發表在《美國國家科學院學報》的一篇研究報告指出，薩維奇和理論物理學家傑弗裏·韋斯特發現動物大腦體積與腦代謝率能準確預測動物睡覺的時間，這比基於動物整體大小進行的預測更準確。一般而言，擁有較大體積大腦和較低腦代謝率的大型動物比擁有相反特徵的小型動物睡眠時間更少。

這一規律普通存在於不同物種之間以及同一物種不同年齡階段，例如：老鼠比大象的每天睡眠時間更長，新生嬰兒每天睡眠時間比成年人更長。然而，睡眠時間隨着大腦體積變大而逐漸減少，研究人員希望知道這種變化在不同動物身體上發生的有多快，以及隨着時間推移這種變化與睡眠功能是否有關。

爲了開始回答這些問題，研究人員收集了關於人類睡眠時間的現有數據，收集了從新生兒至15歲兒童的數百個數據點，他們還收集了大腦體積和代謝率、腦細胞聯繫密度、身體大小和代謝率、不同年齡階段快速眼動睡眠時間比率等數據，研究人員從60多項研究中得出獲得這些數據點。

嬰兒每天睡眠時間大約是成年人的兩倍，他們的睡眠時間中較多地處於快速眼動狀態，但長期以來，人們一直不清楚這種狀態到底起什麼作用。

研究報告作者建立了一個數學模型來跟蹤分析所有這些隨時間變化的數據點，觀察這些數據點出現怎樣的模式變化。嬰兒大腦代謝率很高，因爲大腦細胞建立了許多新的連接，這與嬰兒較多的快速眼動睡眠狀態有關。因此，他們得出結論稱，嬰兒時期較長時間的快速眼動有助於大腦快速重構，因爲新的大腦網絡形成，嬰兒學習新的技能。薩維奇說：“這種關聯性並不會很快發生改變，當嬰兒進入2-3歲，逐漸地他們快速眼動時間將減少。”

與此同時，大腦皮層（大腦褶皺表面）的細胞代謝率也發生了變化，在嬰兒時期，代謝率與腦細胞之間現有連接數量和大腦神經網絡建立新連接所需能量成正比，隨着大腦重構速率減緩，相應的代謝率也會減慢。

塔魯赫稱，在人類生命的最初幾年裏，大腦正在建立大量新連接，其發展速度很快，這就是爲什麼我們看到人類的技能學習速度很快的原因。發展心理學家將這稱爲神經可塑性的“關鍵時期”——大腦細胞之間建立新連接的能力。在那個關鍵時期之後，神經可塑性並沒有消失，但正如新的數學模型所預測的那樣，新連接的構建速度顯著減緩，非快速眼動睡眠與快速眼動睡眠的比例也在增加，這支持了非快速眼動對大腦維持比神經可塑性更重要的觀點。

薩維奇稱，展望未來，研究人員計劃將該睡眠數學模型應用至其他動物，觀察在動物發育早期是否也會發生類似的重構至修復的轉變。

研究報告第一作者、美國德克薩斯大學奧斯汀分校信息、風險和運營管理系副教授曹俊宇（音譯）稱，我們知道人類大腦發育在出生之後是不同尋常的，因此可以想象這裏描述的人類相變可能比其他物種出現得更早，甚至這種變化是在出生之前。

就人類睡眠而言，塔魯赫指出，在快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠期間，腦電波活動模式是不同的，考慮到快速眼動時間的變化，未來的研究可能揭示特定的腦電波活動是否會隨着年齡增長而塑造大腦。從理論上講，這些模式的中斷破壞可能會導致嬰兒和幼兒時期出現發育障礙，但這僅是一種假設。（葉傾城）