第一節睡眠的功能和睡眠剝奪
睡眠是生物機體的本能行為之一，與飲食行為、性行為和防禦攻擊行為相比，對維持種族延續和個體生存具有同等重要意義。
一、睡眠的功能
睡眠的作用概括起來大體上有以下幾方麵：
(一）消除疲勞，恢複體力
睡眠是消除身體疲勞的主要方式，因在睡眠期間胃腸道功能及其有關髒器，合成並製造人體的能量物質，以活動時用。另外，由於體溫、心率和呼吸、血壓下降，及部分內分泌減少，使基礎代謝率降低，從而使體力得以恢複。根據睡眠的修複和康複理論，睡眠的主要功能是使身
體（度其是腦）在一天的工作後進行自我修複。證明這些康複功能的實驗是觀察睡，眠剝奪的結果。連續幾晝夜的睡眠剝奪，被試者的心理和行為會發生明顯的改變。
研究表明，連續一周或以上的不睡，實驗者出現頭暈、注意力不集中、易激惹、手抖和幻覺等。睡眠剝奪足夠長的時間會導致實驗動物（多為大鼠）更嚴重的後果，甚至死亡。兩者之間的不同是，實驗動物是被迫保持覺醒狀態，而被試的人是誌願者，他們知道必要時可終止實驗，而對自身狀態不能預知和不可控製感會加重應激造成的損害。在睡眠剝奪的開始幾天，大鼠出現體溫和代謝率增高，食欲增加，說明身體的負擔比平常要重得多。
但是，睡眠的恢複功能並不像跑步後呼吸增快那樣，強體力或腦力勞動後睡眠明顯增加，事實上，白天劇烈的活動隻輕微地增加睡眠量。睡眠時間的長短並不決定於白天的活動水平。而且，有的人睡眠時間少於通常的報道了兩個人每天睡眠時間隻需要醒來後感覺頭腦清爽。
(二）保存能量
睡眠的另一個重要功能類似於冬眠一一保存能量。冬眠動物的心率、呼吸、腦活動力和代謝率都降低，它們隻保留足夠的體溫以免被凍傷。當環境變得惡劣時，冬眠更是一種實際需要。當我們的能量相對不足時，通過睡眠保存能量，在睡眠時體溫下降1~2度，可以保存相當數量的能量。在食物短缺時，動物通過增加睡眠時間或者降低睡眠時的體溫來達到保存能量。進化論提出各種動物的睡眠習慣是決定於它們每天需要花多少時間尋找食物、睡眠時是否安全地遠離天敵以及生活的其他方麵等因素。許多哺乳動物的每天睡眠時間較長，如貓和蝙蝠，它們的食物營養豐富而且睡眠時很少有受攻擊的危險。而另一些睡眠時間短且呈間歇睡眠的往往是食草動物，它們每天需要吃大量的草才能得到足夠的能量，並且睡眠時須隨時提防天敵的攻擊。
(三）適應生態的需要
考察了各種動物的睡眠規律，認為睡眠是一種生態適應性反應。自然選擇喜歡那些更能適應環境的行為特點，從而創造了許許多多的物種，和它們的各式各樣的行為，處在食物鏈中的動物保存了各種逃避獵食者的行為策略，睡眠是有效的策略之一。睡眠時的不活動狀態增加生存的可能性，因為睡在隱蔽處可減少與獵食者遭遇的機率，減少被吃掉的可能。但這種假說不能很好解釋：①老虎和獅子等猛獸是專門吃其他動物的，並居於深山荒野中，它們也要睡眠而且睡眠的時間特別長。它們的天敵是人類，而人類的演化史短，不足以證明它們的睡眠是在人類的壓力下選擇的結果。②人類進化至今，已能製造食物和建築房屋，但睡眠規律並未發生重要變化，因此也不能用這種理論解釋人類睡眠的意義。
(四）促進身體生長和腦的發育
睡眠與兒童生長發育密切相關，嬰幼兒在出生後相當長的時間內，大腦繼續發育，這個過程離不開睡眠。垂體分泌生長激素、甲狀腺刺激素和卵泡刺激素有明顯的日周期。生長激素的分泌與睡眠的特殊聯係已經得到證實，這種激素除與生長過程有密切關係外，它還參與蛋白和碳水化合物代謝的控製機製。每天在不同的時間抽血檢驗，血中生長激素的含量在夜間最高（在整夜睡眠的第一個慢波4期出現時達高峰），隨後生長激素沿血液循環達全身各處發揮生理作用。軀體組織各種細胞。
(五）對記憶的影響
普遍的看法是睡眠有助於記憶，度其是快波睡眠，認為快波睡眠幫助腦選擇有用的神經連接，放棄那些白天偶然形成的無用的神經連接。有許多實驗支持快波睡眠與記憶的儲存有關，特別是對於學習後一段時間內記憶的鞏固具有重要意義。李德明等利用小站台水環境技術進行大鼠測試，原理是讓大鼠立在小站台上，一旦它們進人快波睡眠，由於骨骼肌鬆弛，落人四周的水中而驚醒，造成大鼠快波睡眠被選擇性剝奪。
首先對大鼠進行燈光回避辨別反應模式的訓練，然後以不同時間間隔剝奪快波睡眠。實驗的順序是：①訓練動物；②剝奪快波睡眠；③測驗記憶；④讓動物恢複自由睡眠；⑤再測驗。結果表明，大鼠在學習後立即剝奪快波睡眠246對特別是兒童骨骼細胞迅速分裂，蛋白質合成率也相應地迅速增加，這說明睡眠有助於未成年機體的生長發育。
研究表明快波睡眠與腦的生長發育有密切關係。對人和動物出生時腦的發育程度與其快波睡眠時間之間相關性分析發現：人、貓、大鼠在出生時腦的發育很不成熟，尚不能自我保護，其快波睡眠相對於總睡眠時間的百分比很高；而綿羊和豚鼠在出生時腦的發育已基本完善，生下來便能行走，感覺係統很快能發揮作用，它們的快波睡眠比例相對較低。年齡與快波睡眠的關係分析也顯示：嬰幼兒無論睡眠總量還是快波睡眠都比成年期多，快波睡眠占的百分比高。快波睡眠與做夢有關，在此期睡眠中蛋白質合成率增加。
對整夜睡夢的分析表明：每夜睡眠中第1、2次快波睡眠的夢多以重現白天的活動內容為主，似乎對當天經曆進行著重新整理和編碼；第3、4次快波睡眠的夢多重現過去的經曆甚至是兒時的體驗；第5次快波睡眠的夢既有近事記憶又有往事記憶的內容。這些事實似乎支持快波睡眠中蛋白質合成增加與信息編碼、短時記憶以及長時記憶儲存有關，有人認為兒童接觸很多新事物，需要編碼和儲存的信息較多，睡眠較多，快波睡眠亦多；老年人需要學習內容減少，睡眠也減少。
記憶鞏固明顯不利；如果在立即剝奪快波睡眠之後，再讓其恢複自由睡眠24、記憶成績無明顯改善；反之，學習後先讓動物自由睡眠24、再行剝奪快波睡眠24、則記憶不受影響。這一結果證明，快波睡眠對學習後記憶的儲存有重要意義。人和動物的學習實驗均表明：增加快波睡眠，那些增加得最多的被試者通常對新學習材料的回憶是最好的。但是，並非所有類型的記憶都與快波睡眠有關，如讓大鼠學會遊泳到它們能看到的站台，在訓練後幾個小時裏剝奪它們的快波睡眠，但如果對麵的站台被遮住，那就需要快波睡眠，即自由睡眠後記住站台的方位，而快波睡眠被剝奪的大腦忘了站台的方位，在另一個實驗裏，被剝奪快波睡眠的青年人記住運動技巧很困難，但不會忘了剛學會的一係列字。