很多人都樂意在咖啡濃郁誘人的香味中，開啟自己清醒的一天。我們似乎能切實感受到咖啡在身體內起效的那一刻，霧濛濛的大腦和眼睛中的世界似乎瞬間被擦乾淨了，整個世界突然變得清晰明亮起來。

清醒與睡眠

在你變清醒之前，微小的咖啡因分子正作用於你腦中廣泛分佈的腺苷受體，阻止了它和腺苷結合。細胞靠三磷酸腺苷（ATP）供能來進行新陳代謝，而腺苷正是這一過程的副產物。當我們白天活躍時，大腦中的腺苷就會越積越多，它們會結合腺苷受體，促進睡眠。腺苷就像是人體睡眠債務和壓力的指示劑。不過，當咖啡因進入大腦，和腺苷受體結合后，腺苷無法繼續發揮自己的影響，人們就會重新感到清醒。

而隨著運行的時針指向淩晨，這時，很多人又會遇到一個新的問題：讓自己入睡。腦子裡掛念著明天的計劃，卻在本該入睡的時間保持著清醒，是一種十分煎熬的體驗。在全球，幾乎有三分之一的成年人會有這樣的困擾。不過，已經有一些安眠藥物，來幫助他們解決這個問題。

幫助我們進入夢鄉的分子，除了腺苷之外，還有人們十分熟知的褪黑素。當你關燈準備入睡時，大腦中的松果體會在黑暗的環境下會釋放褪黑素，讓人的核心溫度降低，進入一種安靜的狀態，進而促進睡意。已有研究證實，褪黑素能幫助緩解偶爾的失眠，以及克服時差反應。與此同時，褪黑素和相關的補充劑對睡眠相位延遲綜合征，也有一定的好處。患這種疾病的人睡眠時間一般比較規律，但睡覺和起床的時間都會比其他人晚 2～4 個小時。

除此之外，還有一種對睡眠影響十分重要的分子——γ-氨基丁酸（GABA），這是大腦中的一種抑制性神經遞質，它可以作用於 GABA-A 受體，降低神經元的興奮性，促使人放鬆和進入睡眠。目前，很多常用的安眠藥物都是通過與這一受體結合，抑制神經元的活動，進而使人入睡。

這些安眠藥中就包括苯二氮䓬類、非苯二氮䓬類（其中最為常見的是唑吡坦）和巴比妥類安眠藥等。不過，這些藥物雖然都是作用於 GABA-A 受體，但會作用在這一受體的不同位點上。它們除了治療焦慮和失眠，還會發揮其他的功能。

包括這些藥物在內的一大類藥物，都屬於鎮靜劑。對 GABA-A 受體的不同影響，也決定了它們是抗焦慮、鎮靜、催眠還是麻醉藥物。值得警惕的是，這些藥物最好都是在短期內、低劑量服用。過高的劑量可能會導致昏迷和更嚴重的情況，以及成癮。

睡著了就是好好睡覺了嗎

那麼藉助藥物產生的困意，和身體自內而升起的睡意會有什麼差別呢？或者說，這兩種睡眠的效果是一樣的嗎？至少對於一部分藥物並非如此，例如唑吡坦。近期，在一篇發表於《細胞》（Cell）的論文中，科學家主要研究了自然睡眠過程中大腦內部的清潔過程，並發現唑吡坦似乎會擾亂這一過程。

這項新研究的通訊作者、丹麥羅切斯特大學的神經學家梅肯·內德歌德（MaikenNedergaard）是人腦中清潔系統——類淋巴系統的命名者。2012 和 2013 年，內德歌德領導的研究團隊發表了 2 篇論文，首次證實了在睡眠期間，腦脊液會進入腦組織的間質液中，促進大腦的清潔過程。最終，攜帶各種廢棄物的腦脊液會通過大腦中星形膠質細胞上的水通道蛋白 AQP4 排出。內德歌德表示，這就像在睡覺前打開了“洗碗機”，醒來時，大腦就變乾淨了。

在新研究中，她和同事發現了去甲腎上腺素在小鼠大腦清潔中的關鍵作用。睡覺時大腦中的去甲腎上腺素主要由位於腦幹的藍斑核（locus coeruleus）產生，這裡也充滿了去甲腎上腺素能神經元。通過觀察，研究人員證實在深度睡眠期間，去甲腎上腺素對血流量的影響或在大腦內垃圾的清除中發揮了關鍵作用。

在深度睡眠期間，腦幹大約會每 50 秒釋放一次去甲腎上腺素。這些去甲腎上腺素會促使血管收縮，產生緩慢的搏動。而正是這樣的血管搏動，會使得腦脊液有節奏地流動，將廢物帶走。

不過，如果讓小鼠服用安眠藥唑吡坦，大腦中的這個清潔過程，則會受到比較明顯的影響。最主要的影響在於深度睡眠期間，服用唑吡坦的小鼠釋放的去甲腎上腺素會比自然入睡的小鼠低 50%，進而導致進入大腦的腦脊液運輸量下降 30% 以上。這也意味著，唑吡坦會在一定程度上阻止小鼠大腦中廢物的清除過程。研究人員也在人類身上觀察到了類似的去甲腎上腺素波動、血流和腦脊液流動模式。更進一步的影響還有待更深入的探究。

哪個睡眠過程更重要

大多數安眠藥都會讓人入睡得更快，不過一些安眠藥物似乎會明顯改變人的睡眠結構，例如苯二氮䓬類的安眠藥就會增加淺睡眠，抑制深睡眠，影響人們的睡眠品質。據此前的一項研究，唑吡坦會改善睡眠品質，增加慢波睡眠（也稱為非快速眼動睡眠，NREM），主要是 N2 階段和 N3 階段，並減少夜間覺醒。但基於最新的研究看來，事實可能並非如此。

在人們入睡后，大腦會在一個相對固定的睡眠週期中迴圈，直到迴圈約 4～6 次后醒來。在這個週期中，先是逐一經歷慢波睡眠的 3 個階段，然後經歷快速眼動睡眠（REM）。

睡眠時相系列圖

一些研究會更強調慢波睡眠中的 N3 階段（人的深度睡眠階段）和 REM 的重要性。深度睡眠對人來說，是一種恢復性睡眠。隨著人們進入深度睡眠，這時人的心率和呼吸頻率會達到最低點，人在這一階段很難被叫醒，就算被叫醒，一般也需要 1～2 個小時才能恢復到完全清醒的狀態。一個成年人一次睡眠中大概 20%～25% 的時間處於這一階段，它有助於身體恢復、細胞生長，以及人體的免疫功能增強等。儘管該期間大腦活動會減少，但有證據表明深度睡眠有助於提升人腦洞察力、創造力和記憶等。這可能和這個階段腦脊液流動增加、大腦內部清潔廢棄物有關。

不過在一整晚的時間中，N3 階段會逐漸減少，而REM則會逐漸增加。REM 階段也是人做夢最多的階段。一些研究發現，如果長期剝奪實驗動物的 REM 甚至會導致實驗動物死亡。如果是在實驗動物遭受感染的情況下剝奪 REM，也會導致它們的存活率降低。這些有些殘忍的實驗，都提示了 REM 似乎發揮著某種關鍵的生理功能。

一個已經被充分證實的結論是，REM 可以説明大腦鞏固多種記憶，並清除一些較弱的、噪音般的記憶痕跡。此外，其還能幫助大腦整合新的資訊，重新評估白天遭受的壓力反應，以及情緒記憶等，進而幫助人們調節情緒。

巧合的是，難以記住夢境也與去甲腎上腺素有關。在白天時，去甲腎上腺素的釋放與人們的覺醒狀態，以及注意力的集中密切相關，記憶編碼需要這種激素的支援。不過在夜晚，當人們處在REM中，藍斑核中神經元幾乎處於沉默的狀態，它們不會釋放去甲腎上腺素。這會導致海馬體和杏仁核無法產生突觸可塑性，因而無法形成記憶。當然，無法形成的記憶中也包括出現在 REM 期間的、多姿多彩的夢境。