为什么婴儿时期的睡眠时间比成年人多？
最新的科学研究揭示了一个引人深思的发现：婴儿和成年人的睡眠需求背后的原因因年龄而异。人的一生中大约有三分之一的时间都在睡眠中度过，科学家们长期以来一直在探讨睡眠对我们如此重要的原因。现在，一项最新研究为我们揭示了人类在不同年龄阶段睡眠需求的神秘面纱。
这项研究发表在《科学进展》杂志上，科学家们发现婴儿和成年人的睡眠模式与大脑活动有着密切的关系。婴儿的大部分睡眠时间处于深度睡眠状态，也被称为快速眼动睡眠（REM）。在这个阶段，他们的大脑细胞正在迅速建立新的连接并不断扩大。当婴儿接近两岁半时，他们的快速眼动睡眠时间开始减少，因为此时他们的大脑转换至“维护模式”，主要用于清洁大脑的代谢废物并进行修复。这种转变令人震惊，因为它发生得非常迅速，这是根据美国加州大学洛杉矶分校圣菲研究所的范·萨维奇教授所言，他是这项研究报告的作者。
除了在人类中的观察，科学家们还研究了其他哺乳动物，包括兔子、老鼠和豚鼠的睡眠模式，发现它们也可能经历类似的转变。要确定这些模式是否在多种物种中普遍存在还为时过早。
这项研究还提出了一个新兴假说：动物的大脑体积和脑代谢率可以准确预测其睡眠时间。这一发现比基于动物整体大小进行的预测更为准确。拥有较大体积大脑和较低脑代谢率的大型动物通常比拥有相反特征的小型动物睡眠时间更少。这一规律在不同物种之间以及同一物种的不同年龄阶段都普遍存在。例如，新生婴儿每天睡眠时间比成年人长，但随着大脑体积的增大，睡眠时间逐渐减少。
为了探究这些问题，研究人员收集了关于人类睡眠时间的现有数据，包括从新生儿到15岁儿童的数百个数据点。他们还收集了关于大脑体积和代谢率、脑细胞联系密度、身体大小和代谢率以及不同年龄阶段快速眼动睡眠时间比率等数据。婴儿每天睡眠时间大约是成年人的两倍，而且他们的大脑代谢率很高。研究报告的作者建立了一个数学模型来分析这些随时间变化的数据点，并观察它们之间的模式变化。他们发现婴儿时期较长时间的快速眼动有助于大脑快速重构，因为新的大脑网络形成和婴儿学习新技能需要大量的能量和连接。随着婴儿的成长，他们的快速眼动时间逐渐减少，而非快速眼动睡眠的比例增加，这表明大脑从构建新连接转向维护阶段。与此大脑皮层细胞代谢率也发生了变化。塔鲁赫博士表示人类生命最初几年大脑正在迅速建立新连接和发展技能学习速度很快的原因之一。随着关键时期的过去，虽然神经可塑性仍然存在但新连接的构建速度显著减缓这也表明非快速眼动睡眠对大脑维持的重要性逐渐凸显出来。这一研究为我们揭示了睡眠对人类健康发展的重要性并提供了更深入的了解和指导为未来的研究提供了新的思路和方法论指导对于我们的日常生活也具有积极的指导意义和实践价值。萨维奇展望未来的研究计划，他们打算将专注于研究该睡眠数学模型在其他动物的应用。研究人员将特别关注动物发育早期是否也存在类似的睡眠结构重塑到修复的转化过程。他们希望通过这些研究，进一步揭示睡眠与动物成长之间的深层联系。
研究报告的第一作者，美国德克萨斯大学奥斯汀分校信息、风险和运营管理系副教授曹俊宇，提出了对人类大脑发育的独特见解。他表示，人类的大脑发育在出生后是非常独特的，因此推测文中描述的睡眠相变可能比其他物种更早发生，甚至可能在出生前就已经开始。这种假设为我们理解人类大脑发育提供了新的视角。
关于人类睡眠的研究，塔鲁赫指出快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠期间脑电波活动的模式差异显著。他预测未来的研究可能会发现特定的脑电波活动随着年龄增长如何塑造我们的大脑。从理论角度看，如果这些脑电波模式的短暂中断或破坏可能会影响婴儿和幼儿的发育阶段，可能会导致发育障碍的出现。尽管这仅是一种假设，但它为我们理解睡眠与大脑发育的关系提供了新的研究方向。