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睡眠的基本生理及心理功能～台大醫院精神部 廖士程醫師
前言
睡覺過去被視為一種安靜而祥和的生理過程，用以恢復已經耗竭的體能與精力。人類文明早期，釋夢人、詩人、以及預言家等，對於人類生命中這段看似休止的狀態有高度探索的興趣，從中獲得許多靈感，而睡覺中的夢境，曾經啟發並註解精神分析學派之立論及實務，但早在西波克拉提斯的時代，睡覺與覺醒之不均衡，已經被視為疾病之根源之一。另一方面，在臨床工作中，睡眠障礙對於精神科醫生和其他心智的健康專家是十分熟悉的抱怨與主訴；因為這抱怨時常是伴隨情感性疾患、焦慮急患、物質濫用、精神病、急性或慢性的壓力、甚至身體疾病而出現．「失眠」是許多科醫師經常聽到的有關睡覺的抱怨，大型流行病學的調查統計顯示，美國有接近30%的人有過睡眠困擾，其中曾經需要用藥者亦高達17%；國內相關的盛行率也高達15%。由此可見，睡眠醫學是精神醫療領域中相當重要的一環。而睡眠調節的神經科學﹝neuroscience﹞研究，在了解精神疾患的神經生理學及藥物作用積轉方面之地位，也逐漸受到重視。近年來在分子生物學，遺傳學，與神經影像學等方面累積的經驗，使吾人對於睡覺調節與清醒的機轉，有更深一層的認識。在實務層面，睡眠腦波的變化，可以視為預測治療預後的生物學指標，而記憶與睡覺的關係，更彰顯了睡覺在神經科學及精神醫學方面的重要價值。
睡覺的重要性
人的一生中有三分之一的時間必須花在睡覺上，所以睡眠狀態與生理、心理、以及情緒的健康均有重大的關係。睡覺是生命中不可或缺的基本要件，就像空氣、食物、和水一樣是維持人類健康的基礎，當睡覺受到干擾時，個體的功能將無法有效地運作。當我們睡覺良好時，可以警覺地保持甦醒，並且好整以暇地面對嶄新的一天。然而睡不好時，則生命中的每一方面都會遭殃。今天，全球約有二分之一的人口正飽受睡眠問題的威脅，或是為某種睡眠問題所苦。當一個人承受90多種睡眠障礙當的中任何一種病症時，就可能出現嚴重的生理或心理影響。除此之外，睡眠病理因素嚴重地擴大其他疾病的影響範圍。科學研究證據顯示，世界上絕大多數的人睡覺都被嚴重地剝奪，因此在白天經常處於危險的昏沈狀態。在上一個世紀中，人類平均的夜眠時間減少了兩成以上。隨著輪班工作的開始，搭飛機跨時區旅遊，以及其他現代生活對睡覺的種種干擾，使得問題日益嚴重，非但對生活品質有嚴重的負面影響，並且導致交通事故與工業意外而危害公共安全。
睡眠的特徵
所謂睡覺狀態的特徵有1）固定的姿勢（a stereotypic posture），2）最少的移動量（minimal movement），3）對刺激的反應力降低，4）可回復性的（reversibility），以及5）睡眠發生的時機和持續的期間是因物種而異的（species-specific）。人類睡覺的姿勢是橫臥、眼睛閉起來的，但是有些哺乳類動物是睜著眼睛睡覺的（例如：牛），有些是站著睡覺的（例如：馬和大象），甚至有一些動物是吊著腳睡覺的（例如：懸掛鸚鵡（hanging parrots））。其實睡眠狀態的不動程度是相對的 - 魚在適當地方游泳，哺乳類動物在睡覺中會週期性的移動，然而在人類的睡眠障礙中，可能在行進間或說話時睡著。雖然對於內在的或外在的刺激反應能力降低，但卻不是完全喪失反應力。同時，這種狀態是可回復的。對於刺激的反應能力與可回復性這兩項特性，可以明顯區分睡覺與死亡、昏迷（coma）、以及冬眠（hibernation）。典型的總睡眠時間在不同種類的動物之中的差異可以高達十倍，約從長頸鹿的2小時到小型棕蝙蝠（little brown bat）的20小時，而人類的睡覺時間則是8小時。睡眠時間對於人類以及大部分的哺乳類動物都是發生在晚間，然而對於其他的哺乳類動物則是與光照期間有關（例如：齧齒類動物）。
睡眠的測量
睡覺結構之區分及定義，主要是依據腦波及生理參考指標之測量而來。大多數哺乳動物的睡覺有二個主要階段：快速動眼（REM）睡眠與非快速動眼（NREM）睡眠．REM睡眠有時候稱作夢境或者D睡眠；因為它與作夢有關，或稱為異型睡眠﹝paradoxical sleep﹞，因為這時的electroencephalogram(EEG)有相當之活性．而NREM睡覺則遵守傳統的睡覺概念，是處在減少生理學的和心理學上活動的狀態；它有時候叫做正統睡眠﹝orthodox sleep﹞或者慢波睡眠（slow wave sleep: SWS），EEG同步化﹝synchronized﹞睡眠，或S睡眠。一般而言，睡覺實際的起始點較難準確定位，咬以主觀覺醒度、行為特徵、或腦電圖來判定。先由淺層的NREM睡眠開始，逐漸進入深層之NREM睡眠，較深層的NREM睡眠集中於睡眠之早期，而在90分鐘左右，第一次的REM睡眠產生，是為一個睡覺週期。一般的睡眠有4至6個週期，而且隨著週期進行，每一次REM睡眠時間增加，而NREM睡眠逐漸變短且變淺。在睡眠的測量及實驗室研究上，一般會做包括睡眠間的多項睡眠記錄檢查(polysomnographic study)。標準的臨床多項睡覺記錄，包括連續的頭部頂葉中央（C4/A1或C3/A2）以及枕葉的（02/A1或01/A2）腦電圖記錄( EEG)、眼動圖( EOG)、下頦肌電圖( EMG)等，這些項目用來記錄睡覺的結構和階期。左右側前方脛骨肌( anterior tibialis) 的肌電圖則協助判讀是否出現陣發性的四肢抽動。胸部和腹部的起伏運動，鼻腔-口腔氣流和血氧飽和度( O2saturation)測定則用來偵測呼吸。一般夜間睡覺實驗室多項檢查需持續七到八個小時以上，藉著同時記錄睡眠期間的所有變數與指標，以評估所有的生理病理變化，結果可以和臨床評估相互參照。對於改變睡覺的連續性與睡眠的時間所造成的後果已經日趨明朗，然而對這些睡眠階段的瞭解則否。至於睡覺的分段，在臨床上改變慢波睡眠的意義仍是不確定的。慢波的活動常被解讀為顯示睡覺的「深度」，如果所謂的「深度」表示警醒的容易程度(arousability)的話，則兒童所強化的慢波睡覺與老年人逐漸消失慢波睡眠的現象就和此觀點不謀而合。同時非快速動眼睡眠期也是某些功能特別重要的時期，例如：生長激素的分泌。
睡眠的剝奪及其影響
Benzodiazepines類(BZD)藥物會抑制慢波睡眠，因為其會提高警醒閥值，而酒精則會同時提高慢波活動與警醒閥值（雖然非Benzodiazepines類(non-BZD)的藥物並不會顯著地影響睡覺結構）。但是，如果所謂的「深度」是表示缺乏活動力的話，則速眼動期睡眠比非速眼動期睡眠「更深」。相似地，抑制速眼動期睡眠的後果也是未知的。在原發性憂鬱症的病患中，速眼動期睡眠的抑制與情緒提升相關。而在健康的正常人當中，速眼動期抑制唯一的明顯後果就是速眼動期反彈（rebound）。睡眠時間的反彈(或增加)和睡眠持續性對日間功能的許多方面已經明確地證實有影響。一個人每天所需的睡眠可能是由基因決定的平均8小時，如果減少他的睡眠時間會降低白天的警覺性。警覺度降低或嗜睡情形增加，所顯示出來的狀況是注意力不集中、記憶力減退、以及交通事故的危險增加。在實驗室與流行病學的研究都證明了這些事實。一些人口中次團體報告：當睡眠時間減少時會增加日間的嗜睡情形。年輕人--青少年與年輕的成年人--所報告的每天平均睡眠時間約為7小時，而實驗室研究發現他們在多次入眠期測試（Multiple Sleep Latency Test; MSLT）中顯示其日間嗜睡情形增加，多次入眠期測試是一種度量人類生理嗜睡程度（physiological sleepiness）的標準方法。至於輪班工作者和夜間工作者所報告的睡眠時間也比較短，每天平均約為6小時，而他們也有比較高的比率會發生工業意外和交通事故。干擾睡眠的持續性的後果也已經被證實。實驗室研究，以健康的正常人進行睡眠研究，在睡眠中斷斷續續地給予實驗性的聽覺刺激，結果發現日間嗜睡的情形增加，並且有注意力減低與心智表現降低的情形。而罹患呼吸暫止症或週期性腿部抽動（periodic leg movement）等原發性睡眠障礙的患者，因為這些睡眠障礙而使得睡眠斷斷續續時，在接受多次入眠期測試(MSLT)時也發現嗜睡的情形。成功的治療這些原發性睡眠障礙可以恢復睡眠的持續性，並且恢復這些病患的白天警覺性。老年人是人口結構中的次級團體，他們顯示出斷斷續續的睡眠並且增加白天的嗜睡情形。
結語
睡眠障礙是病患就診於精神科甚至一般科醫師極為常見的主訴，然而國內的大眾衛生教育，對於睡眠醫學相關之問題之探討，仍有進一步深入及推廣之空間。從睡眠的生物學基礎出發，吾人不難了解，睡眠這項人類的基本需求，其臨床之重要性，以及與其他生理、藥理、甚至病理機轉有極密切之相關。在臨床上，是否除了助眠劑外，或選用新一代之助眠劑即差堪告慰，而束手無策，將其視為各種不同疾病殊途同歸之現象﹝common pathway﹞，或是將睡覺視為一獨特的症狀學面向，充分評估，並考量其在各種疾病中所扮演之積極角色，充分給予生物心理及社會面向之完整治療，甚至在研究上，以睡眠生理及心理機轉為另一切入點，是未來努力之方向。
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