【神經科學】為什麼我們會認床呢？

■在外面過夜時，你也會認床嗎？

撰文｜駱宛琳

在新地方過夜時，很多人常常第一晚睡不太好；半夢半醒的睡眠，是會認床的人才懂的苦惱。研究睡眠的科學家，也因此在設計跟睡眠有關的實驗時，常常要讓受試者先習慣實驗場所的睡眠環境。在正式實驗開始前，多加個一兩夜，讓參與實驗的受試者習慣一下，以免干擾實驗結果。

●睡覺時「睜一隻眼閉一隻眼」？
為什麼人會「認床」呢？其實在陌生環境裡半夢半醒的睡眠狀態，在鳥類與海洋哺乳動物裡是屢見不鮮。這些動物在睡覺的時候，如果周遭的環境讓牠們覺得倍感威脅，會名副其實的「睜一隻眼閉一隻眼」，只有一半的大腦在休息，另一半的大腦則保持警醒的狀態，以便對周遭環境裡的突發狀態能即時做出反應。在1999年時，印第安納州立大學的Charles Amlaner教授更發現，當鳥群一起休息時，睡在邊邊的鳥，就會自動擔負起只睡半邊大腦的「守夜」角色。Amlaner博士讓一群鴨子排排站睡覺；在隊伍前端、隱蔽性比較好的鴨子睡著時，兩隻眼睛都閉著。但睡在隊伍尾巴、最靠外邊的鴨子，不僅只有半邊大腦在休息，也都會把睜著的那隻眼睛朝向天敵可能入侵的方向。而這種「只睡一邊大腦」的狀態（Unihemispheric sleep），過往覺得是鳥類與海洋哺乳動物所特有，會跟人類認床的背後神秘機轉有所關聯嗎？

美國布朗大學的佐佐木勇香博士，自小在日本長大，對日本俗諺裡說換了枕頭就睡不好，既感同身受又想要一探背後生理潛在機制的秘密。佐佐木博士於是利用最新儀器，對受試者在陌生環境裡第一晚與第二晚的睡眠，同時進行結構性核磁共振造影掃描（Structure MRI）、腦磁圖（Magnetoencephalography；MEG），和睡眠多項生理檢查（Polysomnography；PSG），收集相關數據，尤其著重在慢波睡眠（Slow-wave sleep）的資料分析。慢波睡眠是非快速動眼期睡眠的一環，常被拿來當做深度睡眠的指標，也被發現是睡眠之所以能夠強化記憶的幕後推手。

佐佐木教授發現，受試者在新環境的第一個晚上，出現的慢波睡眠跟鳥類在不安全的環境裡的數據很類似，在左右腦出現了數據不對稱的情況。左半邊大腦「睡」得比右半邊大腦要淺許多，而且，不對稱的程度跟受試者感受到自己「認床」的程度成正比。而這種只睡半邊大腦的狀態，到第二天晚上的時候，當睡眠環境對受試者而言不再是全然陌生時，就觀察不到了。

●大腦的「預設模式網路」
佐佐木博士的研究團隊進一步發現，兩邊半腦睡眠不對稱的狀態發生在大腦「預設模式網路」底下（Default mode network；常簡寫做DMN）。大腦的預設模式網路曾被形容是大腦的暗能量。當大腦沒有在執行某一特定任務的時候，我們並不會就因此把大腦內開關關掉，而是會開啟類似自動導航模式的預設模式網路，讓大腦內各個皮質區域之間，仍然能保持交流。例如：當我們在做白日夢，人在魂不在的時候，就是大腦預設模式網路活躍的時候。而當我們在新環境裡入睡的第一晚時，大腦的預設模式網路，就呈現右半睡左半醒的不對稱狀態。

更有趣的是，只睡右半邊的大腦，也會影響受試者對外界刺激的反應強度。在第一晚時，當受試者進入慢波睡眠之後，如果研究人員在受試者的右耳製造聲響，或在左耳邊弄出聲音，超過九成的受試者都會在聲音靠近右耳的刺激下驚醒。這顯示，管左邊耳朵的右邊大腦，果真比管右邊耳朵的左邊大腦要「睡」得沉。佐佐木博士認為，「睡」得較淺的左邊大腦，或許能讓我們在陌生的環境裡，還能夠保持一定的警覺性，算是長長的演化路程在我們身上留下來的一點點印跡吧。

不過，佐佐木博士的研究團隊，只有分析睡眠週期裡第一輪迴的睡眠腦波形態。這種新環境裡只睡右半邊大腦的狀態，是只專屬於第一回合的睡眠週期嗎？下一個睡眠週期，會不會換成左半邊大腦睡得比較沉呢？她們的研究團隊對這一連串的問題，可是躍躍欲試呢！就讓我們期待佐佐木博士的下一篇研究吧！

原始論文：
Tamaki M, Bang JW, Watanabe T, Sasaki Y. Night Watch in One Brain Hemisphere during Sleep Associated with the First-Night Effect in Humans. Curr Biol. 2016 Apr 20. pii: S0960-9822(16)30174-9. doi: 10.1016/j.cub.2016.02.063

參考資料：

1. Rattenborg, N.C., Lima, S.L., and Amlaner, C.J. (1999). Half-awake to the risk of predation. Nature 397, 397-398 (4 February 1999) | doi:10.1038/17037.
2. Roth, T., Stubbs, C., and Walsh, J.K. (2005). Ramelteon (TAK-375), a selective MT1/MT2-receptor agonist, reduces latency to persistent sleep in a model of transient insomnia related to a novel sleep environment. Sleep 28, 303–307.
3. Agnew, H.W., Jr., Webb, W.B., and Williams, R.L. (1966). The first night effect: an EEG study of sleep. Psychophysiology 2, 263–266.
4. Tamaki, M., Nittono, H., Hayashi, M., and Hori, T. (2005). Examination of the first-night effect during the sleep-onset period. Sleep 28, 195–202.
5. Tamaki, M., Nittono, H., and Hori, T. (2005). The first-night effect occurs at the sleep-onset period regardless of the temporal anxiety level in healthy students. Sleep Biol. Rhythms 3, 92–94.

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作者：駱宛琳　美國聖路易華盛頓大學（Washington University in St. Louis）免疫學博士，從事T細胞發育與活化相關的訊息傳導研究。