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

缺覺會讓人感到反應(yīng)遲鈍、迷迷糊糊，對此許多人都有親身體會。睡眠不足確實會影響人的動作控制。最近發(fā)表的一項新研究報告稱，睡眠不足會影響步行，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補回來，即使只是在周末多睡幾個小時，也有助于緩解缺覺對步行的影響。

該研究由美國麻省理工學(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)報告》（Scientific Reports）發(fā)表。實驗的被試都是學(xué)生，研究團隊發(fā)現(xiàn)，總體而言，睡眠時間越短的學(xué)生在跑步機上跟隨節(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，對于那些在步行測試前沒有熬夜、但通常在周一到周五無法達(dá)到理想睡眠時間的學(xué)生來說，周末補覺的人比沒補覺的人表現(xiàn)更好。

麻省理工學(xué)院機械工程系首席研究科學(xué)家、研究共同作者 Hermano Krebs 說：“從科學(xué)上講，步行等幾乎自動進(jìn)行的活動是否會受到睡眠不足的影響還尚不清楚。我們還發(fā)現(xiàn)，補償睡眠可能是一個重要的策略。例如，對于那些長期睡眠不足的人，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償，他們可能會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，睡眠時間會影響我們在解決數(shù)學(xué)問題、進(jìn)行對話、閱讀等認(rèn)知任務(wù)上的表現(xiàn)。一個較少探討的問題是，睡眠是否會影響我們?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。

步行行為曾經(jīng)被視為一個完全自動的過程，幾乎不涉及有意識的認(rèn)知控制。用跑步機進(jìn)行的動物實驗支持了這一觀點，表明步行主要由反射性脊柱活動控制，而不涉及太多大腦的認(rèn)知過程。

“這是四足動物的情況，但這個觀點是否適用于人類則更有爭議，”Krebs 說。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)和其他運動受限疾病的患者開發(fā)策略和輔助機器人技術(shù)。在之前的實驗中，他證明健康人可以調(diào)整自己的步態(tài)，以匹配視覺刺激的細(xì)微變化，而沒有意識到自己正在這樣做。這些結(jié)果表明，除了更自動化的過程之外，步行還涉及一些微妙的、有意識的影響。

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，開始共同探索更微妙的刺激（如聽覺線索）是否會影響步行。在初期實驗中，參與者被要求配合節(jié)拍器的節(jié)奏在跑步機上行走，研究人員操作節(jié)拍器，慢慢改變頻率。實驗發(fā)現(xiàn)，參與者們能夠無意識地將腳步與微妙變化的節(jié)拍相匹配。

“這些結(jié)果表明，行走只是一個自動過程的觀念無法提供完整的解釋，它還受到來自大腦的很多影響，”Krebs 說。

缺覺的學(xué)生步行表現(xiàn)更差

Forner-Cordero 和 Krebs 繼續(xù)研究步行和一般運動控制的機制，他們的實驗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，當(dāng)學(xué)生面臨著多個考試和項目截止日期，他們會更加缺乏睡眠，并且在研究團隊的實驗中表現(xiàn)更差。

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

實驗團隊向每個學(xué)生提供了一塊手表，來跟蹤他們 14 天的活動。這些信息讓研究人員了解學(xué)生每天睡覺和活躍的時間和時間。他們也沒有對學(xué)生們提供關(guān)于睡眠時間的指示，以便記錄他們的自然睡眠模式。平均而言，每個學(xué)生每天的睡眠時間大約是 6 個小時，但有些學(xué)生會在 14 天期間的兩個周末補覺。

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，簡稱 SAD），這些參與者要在研究團隊的睡眠實驗室里徹夜不眠。第 14 天早上，所有學(xué)生都到實驗室進(jìn)行步行測試。

研究人員要求每個學(xué)生都以相同的速度在跑步機上行走，同時使用節(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。他們用相機拍攝學(xué)生的步行動作，與節(jié)拍器的節(jié)拍對比，并重點觀察腳后跟撞擊跑步機的那一刻。

Forner-Cordero 說：“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，錯過了嗶嗶聲，而且表現(xiàn)一般更糟?！?/p>

這本身可能并不完全令人驚訝。但是在將測試前沒有熬夜的學(xué)生進(jìn)行對比時，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個意想不到的差異：表現(xiàn)稍好的是那些在周末補覺、稍微多睡一點的學(xué)生，即使他們在接近周末的時候參加測試也是如此。

“這很矛盾，”Forner-Cordero 說，“即使在大多數(shù)人的疲倦感峰值時期，這個補償組也能做得更好，這是我們沒想到的?！?/p>

“結(jié)果表明，步態(tài)控制不是一個自動過程，它會受到睡眠剝奪的影響，”Krebs 說，“他們還展示了一些減輕睡眠剝奪影響的策略。理想情況下，每個人每晚都應(yīng)該睡八個小時。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)律的補償?！?/p>

參考來源：

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

本文來自微信公眾號：科研圈（ID：keyanquan），作者：戚譯引

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