激素功能也会因缺乏睡眠而被削弱——支持这一结论的有力证据来自卡琳·斯皮格尔(Karine Spiegel)完成的一系列实验。她当时在芝加哥大学与艾娃·凡·考特( Eve Van Cauter)合作。在其中一项实验里,研究人员要求11名健康男青年晚上只睡4个小时。经过5晚时间有限的睡眠后,这些人清除血糖的能力(这一生物过程主要由胰岛素负责)下降了40%。在另一项实验中,斯皮格尔等人对12名男性做了类似的睡眠限制,持续两晚。研究者检测了自愿者血液内的饥饿激素(ghrelin,这是一种刺激食欲的激素)的含量,结果发现该激素的水平跃升了28%。与此同时,另一种叫瘦素的激素,则减少了18%,而瘦素的作用是向大脑发出不需要进食的信号从而抑制饥饿。毫不意外,睡眠剥夺者报告的饥饿程度平均提高了23%。
睡眠受限会显著影响免疫功能和激素作用,但受影响最大的恐怕要数大脑。2006年,我和现今在加利福尼亚大学伯克利分校的马修·P·沃克(Matthew P. Walker)合作开展了一项研究,想看看单个晚上的睡眠剥夺会如何影响人们存储的情感记忆。我们向26名受试者展示了一些单词,词义有积极的、消极的和中性的(例如“冷静”、“悲痛”、“柳树”),而其中半数受试者在此前一晚经历了睡眠剥夺。研究人员还要求受试者给自己的情绪状态评级。接着,经过两晚的恢复性睡眠,研究人员又出其不意地让他们接受了一次记忆测试。
以上研究结果正好可以支持哈佛大学科学家丹尼尔·夏克特( Daniel Schacter)提出的观点:记忆并非关于过去,而是关乎未来。他提出,我们之所以演化出了记忆系统,不是因为这样我们就能追忆过去,而是因为这样我们就可以利用过去的经验来提升将来的表现。有了这样的理解后,再来看睡眠似乎最在意那些可能关乎未来的信息,你就不会觉得奇怪了。我们常说,“天大的事情睡一觉再说”(问题留到明天再说),其实我们不只是要求大脑在睡觉时记住些什么,我们想要大脑提取已经存在那里的信息,并完成某种计算,把各种可能性列出来进行选择,找到问题的最优解。我们运气不错,真有这回事!
加利福尼亚大学洛杉矶分校的巴巴拉·J·诺尔顿(Barbara J. Knowlton)等人开发的天气预报实验就明确说明了睡眠中的大脑有这种分析能力。诺尔顿向受试者展示4张牌中的一张或几张,其中每张牌上有一个几何图形(圆形、菱形、方形或三角形)。研究人员事先给每张牌关联了某种设想的天气结果,比如晴天或下雨,但没有把相关信息告诉受试者。接着,受试者在完成任务时,要根据牌面显示的图案预测,这些牌暗示的天气是晴还是雨。一段时间后,受试者感觉到了牌面与天气是怎么关联的。比方说,第一次出示的牌是菱形图案,就会被告知天气将会是晴天。然后,第二次同时出示圆形和三角形的牌,天气将会是雨天。只玩了这两次,受试者就开始对牌面和天气的关联建立假设,比如菱形可能意味着天晴。在第三次出牌时,研究人员又出示了菱形图案,可这次对应的天气是雨天。