• 根据麻省理工学院的一项新研究报告称,睡眠不足会影响我们的步行能力。
  • Krebs的研究表明,步行不仅仅是一个自然而然的过程,还涉及一些微妙的意识影响。
  • Krebs得出的结论是,每个人都应该争取实现八小时的睡眠,并在无法做到的情况下尝试补觉。

良好的睡眠可能难以做到。但是一项新的研究发现,如果你能弥补睡眠不足,即使只是在周末花上几个小时,也可以帮助减少疲劳引起的笨拙,至少在你走路的时候是这样。

有大量证据表明,我们睡眠的时长会影响我们在解决数学问题、进行对话甚至阅读本文等认知任务上的表现。较少探讨的是睡眠不足是否会影响我们走路或进行其他被认为是精神负担较小的活动方式。

麻省理工学院和巴西圣保罗大学的研究人员进行的这项新研究表明:步行的状态——特别是我们控制步幅或步态的能力——确实会受到睡眠不足的影响。

在学生志愿者的实验中,研究小组发现,总体而言,学生睡眠时间越短,他们在跑步机测试中行走时的控制力就越小。对于在考试前熬夜的学生来说,这种步态控制进一步下降。

有趣的是,对于那些在测试前没有熬通宵但通常在一周内睡眠不太理想的人之中,周末有补觉的人比睡眠不足的人表现更好。

麻省理工学院机械工程系首席研究科学家Hermano Krebs说:“从科学上讲,我们之前并不清楚步行等这种自然而然进行的活动是否会受到睡眠不足的影响。我们还发现,补偿睡眠可能是一个重要的策略。例如,对于那些长期睡眠不足的人,如轮班工人、临床医生和一些军人,如果他们建立定期的睡眠补偿,他们可能会更好地控制自己的步态。”

Krebs和他的合著者,包括圣保罗大学的主要作者Arturo Forner-Cordero,在《科学报告》杂志上发表了这项研究。

睡眠不足的脑部影响

步行行为曾经被视为一个完全自然而然的过程,几乎不涉及有意识的认知控制。用跑步机进行的动物实验表明,步行似乎是一个自动过程,主要由反射性脊柱活动控制,而不会涉及大量的大脑认知过程。

“对于四足动物来说,情况就是这样,但对人类来说这个结论更具争议性。”Krebs说。

事实上,自从这些实验以来,包括Krebs在内的科学家们已经表明,走路的行为比以前想象的要稍微复杂一些。在过去十年中,Krebs广泛研究了步态控制和行走力学,以便为中风和其他运动受限疾病的患者提供治疗方法和辅助机器人技术。

例如,在之前的实验中,他已经表明,健康受试者可以在自我无意识的情况下,调整他们的步态以匹配视觉刺激的细微变化。这些结果表明,除了自动过程之外,步行还涉及一些微妙的意识影响。

2013年,他通过麻省理工学院-巴西MISTI项目的资助与Forner-Cordero建立了合作关系,该团队开始探索更微妙的刺激(如听觉线索)是否会影响步行。在这些最初的实验中,志愿者被要求在跑步机上行走,研究人员演奏并慢慢改变节拍器的频率。志愿者们会不知不觉地将他们的脚步与微妙变化的节拍相匹配。

“这表明‘步态完全是一个自动过程’的认识并不全面,”Krebs说:“还有很多影响来自大脑。”

睡眠不足与步行状态

Forner-Cordero和Krebs继续研究步行和一般运动控制的机制,在他们的实验中招募学生志愿者。Cordero特别注意到,在学期快结束时,学生面临多个考试和项目结项时,他们会更加缺乏睡眠,并且在团队的实验中表现更差。

“我们于是决定就着这样的情形继续研究下去。”Forner-Cordero说道。

在他们的新研究中,该团队邀请圣保罗大学的学生参加一项实验,侧重于研究睡眠不足对步态控制的影响。

每个学生都有一块手表来跟踪他们14天的活动。这些信息让研究人员了解学生每天睡觉和活跃的时长及时间段。研究人员们并没有指导规定学生要睡多久,从而能记录下他们的自然睡眠模式。平均而言,每个学生每天睡大约6个小时,不过有些学生会在14天期间内的两个周末补觉。

在第14天的前一天晚上,一组学生在团队的睡眠实验室里彻夜未眠。该组被指定为睡眠急性剥夺组(Sleep Acute Deprivation group),或称SAD。第14天早上,所有学生都到实验室进行步行测试。

研究人员播放特定的节拍,每个学生都以相同的速度在跑步机上行走。接着,研究人员慢慢地、巧妙地提高和降低节拍器的速度,但没有告诉学生他们正在这样做,并要求他们跟上节拍。研究人员使用相机捕捉学生的脚后跟撞击到跑步机的那一刻,并与节拍器的节拍相比照。

Forner-Cordero说:“他们必须使足跟撞击与节拍同步,我们发现严重睡眠不足的人的误差更大。他们没有节奏,错过哔哔声,一般来说表现得更糟。”

这本身可能并不完全令人惊讶。但是在和测试前没有熬夜的学生进行比较时,研究人员发现了一个意想不到的差异:那些在周末补觉并稍微多睡一点的学生表现稍好一点,即使他们是在本周的尾声进行测试的。

“这很矛盾,”Forner-Cordero说:“即使在大多数人都会感到最疲倦的时期,补偿组(compensating group)也会做得更好,这是我们没想到的。”

“结果表明,行走不是一个完全自动的过程,而是会受到睡眠不足的影响,”Krebs说:“他们还提出了减轻睡眠不足影响的策略。理想情况下,每个人每晚都应该睡八个小时。但如果我们做不到,那么我们应该尽可能多地、定期地进行补偿。”

本文作者:

Jennifer Chu,新闻撰稿人,麻省理工学院新闻中心

本文与麻省理工新闻联合发布,原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接

翻译:程杨

校对:游友琪