客觀日本

筑波大學睡眠研究所‌柳沢正史教授:良好的睡眠對健康至關重要

2025年07月02日 生物醫藥

‌本文摘自2025年4月16日由「本田財團(理事長:石田寬人)」主辦的演講暨座談會「挑戰睡眠之謎——從良好睡眠開始的健康生活」上的演講。

感謝各位蒞臨。今天我想談談(對我們身心健康不可或缺的)睡眠。我所屬的「WPI-IIIS」是筑波大學的睡眠研究所(國際統合睡眠醫科學研究機構),包括研究生在內大約有240人正在進行研究。這是全球最大規模的專注於睡眠基礎研究的機構,(在該領域)承擔著最尖端研究的一翼。作為大學孵化的初創企業,我們成立了通過可穿戴腦電波測量設備和AI自動解析提供睡眠測量服務的「S'UIMIN」公司。

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演講中的柳沢正史教授

大腦出現之前就存在的根源性行為

我想大家都知道,包括我們人類在內的哺乳動物,所有物種都會睡眠。在2000年左右,我們對睡眠進行了行為學定義,結果發現脊椎動物中的魚類也會睡眠,無脊椎動物如昆蟲、線蟲等與我們相距甚遠的物種也會睡眠。那時我們認為,所有擁有大腦的動物都會睡眠,但在2017年,出現了令人震驚的論文,指出水母也會睡眠。

水母的神經細胞遍佈全身,雖然存在神經網路,卻沒有大腦。這表明睡眠是大腦出現之前(生物就具備的)的根源性行為。我們現在知道,凡是擁有神經系統的生物都會睡眠。

睡眠期間處於意識淡薄、對外界反應遲鈍的狀態,這種伴隨風險的行為為何能一直保存下來?對此尚無明確答案。大腦是生物計算機,但它必須定期離線進行維護。實際上,睡眠期間大腦的神經並未休息。如果打個比方,就好比計算機處於離線維護的狀態。

要消除睡意只能靠睡眠,這雖然是理所當然的,但其機制、以及睡意本身究竟是什麼,其實還不太清楚。不過,對於哺乳動物,我們可以將其分為覺醒、REM睡眠、非REM睡眠這三種狀態。

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柳沢教授解釋「睡意機制」時使用的投影片(供圖:柳沢正史)

反復經歷非REM和REM睡眠直至天亮

大家都聽說過REM睡眠這個詞。它是「快速眼球運動(Rapid Eye Movement)」的縮寫,之所以這樣稱呼,是因為在眼皮下眼球會滴溜溜地轉動。眼球轉動被認為是在做清晰的、視覺性夢時,眼球根據夢境內容所做的運動。

REM睡眠在某種程度上是一種不協調的睡眠。雖然做著清晰的夢,大腦的一部分接近覺醒狀態,但大腦整體卻處於離線狀態。如果通過播放聲音來測量睡眠深度,會發現它和非REM睡眠一樣深。在REM睡眠期間,身體在運動方面是完全放鬆無力的。然而,心跳和呼吸也會變得不規則。

另一方面,非REM睡眠的最大特徵是腦電波出現大幅波動,此時人的腦電波可分三個階段來表示深淺度。健康年輕人的睡眠,是從覺醒狀態先進入非REM睡眠,經過三個階段後轉入REM睡眠。REM睡眠因為會做夢,常被認為是淺睡眠,但它絕非淺睡眠。

入睡後,會反復經歷非REM和REM睡眠直到天亮,但前半段非REM睡眠較多,睡眠較深;之後非REM睡眠逐漸變淺,取而代之的是REM睡眠增加。在過去的15年左右,我們認識到REM睡眠對維持身心健康極其重要。

到了70歲、80歲,深睡眠會減少,遺憾的是REM睡眠也會減少。睡眠變得不穩定,半夜醒來的次數增加,連續酣睡的能力也逐漸失落。不過,這種變化其實從30歲、40歲左右就開始逐漸發生了。

日本是睡眠時間短的異常國家

睡眠不足和失眠常被混淆,但二者是截然不同的概念。睡眠不足是指持續過著未能確保充足睡眠時間的生活習慣的狀態。失眠則是想睡卻睡不著的狀態。眾多調查顯示,日本人的平均睡眠時間是世界最短的。

有調查表明,人均GDP與睡眠時間之間存在很強的相關。富裕國家的人往往睡得更久。「廢寢忘食地努力」、「戰鬥24小時」(這樣的口號)如今看來是荒謬的。

日本(人均GDP並不低,但)平均睡眠時間短,從數據科學角度看是「異常值」,可以說在睡眠方面是個特殊的國家。

從生物學角度看,女性天生睡眠時間稍長,但在日本,女性也因育兒、看護等社會問題的影響而導致睡眠時間偏短。1960年左右,日本人的平均睡眠也比如今多出1小時左右。之後直至2010年左右,睡眠時間呈直線縮短趨勢,此後持續維持在該水平,在睡眠方面日本有著特殊的歷史。

代謝症候群的最大敵人是睡眠不足

關於睡眠的「益處」,首先是記憶得到整理。此外,有研究表明睡眠還能提高洞察力和察覺能力。相反,也有關於不睡覺會導致什麼後果的著名論文。通宵後的表現狀態,相當於血液酒精濃度約0.1%,與大醉的狀態相同。有人說「徹夜努力工作」,其實這和醉醺醺地工作是一樣的。慢性睡眠不足很可怕,不僅會在不知不覺中導致工作效率下降,還會讓人變得難以控制情緒。

掌控情緒、情感的大腦杏仁核會變得無法妥善調控。職場霸凌的人說不定就是睡眠不足。也有論文指出,睡眠不足會抑制利他行為。在美國,從冬令時切換到夏令時的那天,夜晚會縮短1小時,有數據顯示當天的捐贈金額會減少3~4%,而切換回冬令時那天則沒有變化。

另外,慶應義塾大學研究者的一篇論文介紹了一個調查結果:員工平均睡眠時間長的企業,其業績更好。

在健康方面,持續睡眠不足會使免疫系統下降,容易感冒。也有研究顯示某些癌症的風險會升高。關於「代謝症候群」,甚至有研究顯示,僅僅持續2週每天隻睡4小時的「睡眠限制」,就會導致攝入熱量增加,體重和內髒脂肪增多。

俗話說「愛睡的孩子長得快」,而睡不夠的成年人則是橫向發展(變胖)。代謝症候群的最大敵人就是睡眠不足。另一方面,也有研究結果顯示,增加睡眠時間後,攝入熱量減少,體重和脂肪也隨之減少。此外,還有可怕的研究論文指出,睡眠不足的人,引發阿茲海默症的物質——β澱粉樣蛋白(Amyloid Beta)會增多。

來自天花板的明亮白光對睡眠有害

一項追蹤數千名65歲以上老年人、長達12年的大規模調查論文也指出,佔整個睡眠約20%的REM睡眠量每減少1%,在12年內罹患癡呆症的風險就會增加9%。REM睡眠在夜晚後半段會增加,因此整晚保證充足睡眠非常重要。

有人會抱怨說「淨做夢了沒睡好」,但其實我想請大家高興,因為這說明REM睡眠是充足的。也有研究表明,REM睡眠能培養抗壓能力。通過做噩夢,可以對現實中可能發生的討厭事情進行預演,從而提高抗壓能力。

時差反應是體內生物鐘調節造成的,在大腦深處的「下視丘」中,有一個米粒大小的微小結構叫「視交叉上核」,聚集在那裡的神經細胞是體內時鐘的「本尊」。

感知明暗的細胞對「藍光」這種短波長可見光敏感,例如,從早上到上午,強烈的藍光進入眼睛,體內時鐘的指針就會被重置,發出「現在是早晨」的信號。人們常說的「早上要曬陽光」就是出於這個原因。

相反,深夜若有強光進入眼睛,體內時鐘的指針會延遲,所以建議避免夜晚接觸手機的藍光,來自天花板的發白的明亮光線(對健康睡眠)更有害。(大腦分泌的調節睡眠與覺醒的)褪黑素也會在夜晚強光入眼時受到抑制。

(睡前)比光線更應該注意的是手機裏的內容,遊戲、社交媒體的發帖、短視頻等互動性強的內容,會讓人分泌大量多巴胺,對睡眠不好。請找到能讓自己放鬆、並能養成習慣作為入睡儀式的(睡前)內容。

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柳沢正史教授講解提高睡眠質量的訣竅

「不易成癮」的食慾素接受者對抗劑‌

兒童時期屬於「晨型」的人,但從青春期到20歲左右的年輕人則偏向「夜型」,隨著年齡增長又逐漸迴歸晨型,60歲左右成為晨型人,到後期高齡者(75歲以上)則變成超晨型人。這並非由社會因素造成的,而是生物學上的變化。因此,將包括中學生、大學生以及年輕職員在內的年輕人在清晨強行喚醒,可以說是非生產性的。

接下來,我想談談我的研究。大約25~30年前,我發現了名為「食慾素」(一種在調節睡眠與覺醒中扮演關鍵角色的神經肽)的物質。具體經過這次就不談了,這是通過純粹的生物化學方法發現的。

食慾素在腦內就像是覺醒系統的「首領」,通過藥理學方法阻斷其作用,人就會感到睏倦。這個想法已經付諸實用,目前有三種藥物作為處方安眠藥在使用。這些都是食慾素(接受者)對抗劑,屬於全新類型的安眠藥。雖然有點自賣自誇,但食慾素對抗劑確實是好藥。它沒有抗藥性、沒有依賴性,也不會出現長期使用後突然停藥反而更加失眠的情況。因為成癮,有人會需要長期服用安眠藥,而這種「食慾素」的顯著特點就是「不會成癮」。

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正在講解食慾素的柳沢正史教授

可怕的睡眠呼吸中止症

自我感覺的睡眠時間和質量並不可靠。(使用柳沢教授等人開發的、基於腦波測量等客觀睡眠質量檢測方法的)針對日本人的調查顯示,自稱「睡眠充足」的人中有45%其實睡眠不足;相反,主訴失眠的人中,有三分之二客觀上睡得不錯,真正沒睡好的只有三分之一。這被稱為「睡眠誤認」。這就是失眠症(主訴者)的實際情況。

此外,在自認為「睡眠沒問題」的人中,有40%被發現患有(對睡眠不利的)睡眠呼吸中止症。睡眠呼吸中止症在年輕群體中絕對是男性為主的疾病。這似乎與女性荷爾蒙的作用有關。然而,女性到了中老年、高齡階段,患病比例也會增加,最終達到男女1:1的比例。

從睡眠學的角度看,酒並不好。雖然它能幫助入睡,但會降低睡眠質量。深睡眠和REM睡眠都會消失。還會誘發呼吸暫停。我也喜歡喝酒,不會說「別喝酒」,但請不要為了入睡而喝酒,或者把酒當作安眠藥的替代品來飲用。睡眠學上的理想狀態是,飲酒應在就寢前3小時(最好是4小時前),飲用少量「一杯酒」(約含10g酒精),這是沒有問題的。

即使是患有呼吸暫停症候群的人,如果夜間使用CPAP療法(經鼻持續氣道正壓通氣治療),也能獲得理想睡眠。但是,如果不治療放任其發展至重症,後果很可怕。一項為期12年的調查顯示,放任重症睡眠呼吸中止症不管的話,近兩成(重症患者)死於心肌梗塞、主動脈夾層或腦卒中等致命性心血管疾病。然而,如果接受治療,就能控制這種風險。

 

柳沢正史

柳沢正史

日本筑波大學國際統合睡眠醫科學研究機構(WPI-IIIS)機構長/教授
1960年5月25日出生。完成筑波大學醫學專業學群・研究生院醫學研究科博士課程。1991年赴美,在美國德克薩斯大學西南醫學中心和霍華德·休斯醫學研究所主持研究室直至2014年。2010年任筑波大學教授。2012年起擔任現職。2017年,創立筑波大學孵化的初創企業「S'UIMIN」。2021年起擔任「登月型(Moonshot)研究開發事業」的項目經理。因發現食慾素等成就,獲日本政府授予紫綬褒章、朝日獎、貝爾茨獎等,2019年被評為文化功勳者。

 

原文:內城喜貴 / 科學記者 JST Science Portal 編輯部
翻譯:JST客觀日本編輯部

【相關超連結】
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「S'UIMIN」柳沢正史教授相關網站
筑波大學國際統合睡眠醫科學研究機構機構長柳沢正史介紹網頁

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