为什么人类需要睡觉？
打个比方，你可以把睡觉想象成给你的身体和大脑进行一次深度保养。白天，我们像个辛苦工作的机器，不断地接收信息、处理任务、消耗能量。大脑忙着学习、记忆、思考，身体忙着运动、消化、维持各项生理功能。这么高强度的运转，自然会有损耗，也会积累一些“垃圾”。
睡觉，就是这个“保养”和“清理”的最佳时机。
首先，咱们说说大脑。你想啊，大脑是人体最复杂的器官，它就像一个超级计算机，每时每刻都在高速运转。睡觉的时候，大脑并没有完全“下线”，而是进入了一个特殊的活跃状态，叫做睡眠周期。这个周期主要分为几个阶段，其中有两个关键的：
非快速眼动睡眠（NREM）：这是睡眠的早期阶段，大脑活动会逐渐减慢，体温、心率也随之下降。在这个阶段，大脑会进行一些非常重要的“整理工作”。比如，它会巩固记忆。我们白天学到的东西，那些重要的信息会被大脑从“临时存储区”转移到“长期存储区”，这个过程就像电脑优化硬盘一样，让知识更牢固地被我们记住。同时，大脑还会清理代谢废物。我们知道，大脑在运转过程中会产生一些有害的代谢产物，比如β淀粉样蛋白。在NREM睡眠期间，大脑里的淋巴系统会变得更加活跃，把这些“垃圾”冲刷掉，防止它们堆积起来损害脑细胞。这就像是给大脑做一次“大扫除”，保持它的清洁和健康。
快速眼动睡眠（REM）：这个阶段就更神奇了。虽然身体大部分肌肉都处于放松状态，几乎麻痹了，但你的大脑却异常活跃，你的眼睛会在眼皮下快速地转动，所以叫“快速眼动睡眠”。这个阶段，我们常常会做梦。REM睡眠对情绪调节和创造性思维至关重要。它能帮助我们处理白天遇到的情绪波动，把负面情绪“消化”掉，让我们的心理状态更加稳定。同时，REM睡眠还能促进不同脑区之间的联系，激发新的想法，提高解决问题的能力。你可以理解为，在REM睡眠时，大脑在“玩”和“创意”，把零散的信息重新组合，迸发出新的火花。
除了大脑，我们的身体在睡觉时也进行着重要的修复和生长。
身体修复和生长：在深度睡眠阶段，身体会大量分泌生长激素。这种激素不仅对儿童和青少年的生长发育至关重要，对成年人来说，它也是修复受损细胞和组织的关键。想象一下，你白天运动、工作，身体的肌肉、骨骼都会有微小的损伤，睡觉时，身体就像一个勤劳的工匠，用生长激素来“修补”这些地方，让身体恢复活力。
免疫系统强化：睡眠也是免疫系统“充电”和“升级”的好时候。在充足的睡眠期间，身体会产生更多的细胞因子，这些是用来对抗炎症和感染的蛋白质。如果你睡眠不足，免疫系统就会变得虚弱，更容易生病，即使生病了，恢复起来也会更慢。所以，睡个好觉，其实是在为你的健康“打下坚实基础”。
能量储存与代谢调节：虽然我们在睡觉时不会像白天那样剧烈活动，但身体仍然需要能量来维持基本功能。睡眠有助于身体调节能量储存和代谢平衡。激素如瘦素和生长素释放肽（ghrelin）在睡眠期间会受到影响，这些激素与食欲和新陈代谢密切相关。长期睡眠不足会扰乱这些激素的平衡，增加患肥胖症和糖尿病的风险。
整体机能恢复：总的来说，睡觉就是让身体在经历了一天的辛劳后，能够得到充分的休息和恢复。它让我们的神经系统得以放松，肌肉得到舒展，内脏器官也能进行必要的休整。没有足够的睡眠，就像是让一台机器不停地运转，最终会导致性能下降、故障频发。
所以你看，睡觉并不是一件“浪费时间”的事情，而是我们生存和发展的必要投资。它关乎我们的记忆力、学习能力、情绪健康、身体健康，甚至是我们的创造力和解决问题的能力。我们不能把睡眠当成可以随意挤压和牺牲的东西，一旦剥夺了它，付出的代价会非常大。
要维持一个健康的生活，保证充足、高质量的睡眠，绝对是头等大事。
网友意见
大脑会消耗人体20%的能量，这些能量来自哪里？
恰恰是在你睡觉的时候，不断合成积累的。
你熬夜多，睡眠不足，第二天能消耗的糖原不够，便没有足够的能量支撑你进行高效率的工作和学习。
你白天经过一天的工作和学习，大脑还会产生大量的代谢废物。如果不能及时清理，便会损害大脑。
白天的时候，大脑把所有的精力都用在了你的日常活动，到了晚上它才会开足马力，加班加点对有害物质进行清理。
而清理有害物质的介质叫做——脑脊液。
我们1400～1500ml的大脑中，具有125-150ml的脑脊液。
虽然脑脊液的总量并不是很多，但大脑每天都会产生500ml，并重吸收500ml。
大脑内的脑脊液总是维持在动态平衡的状态，在重吸收的过程中，代谢废物会被转移到血液中去。
脑脊液具有搏动节律，与心脏在血管中产生的压力波相匹配[1]。
2012年的一项研究发现，睡眠时，大脑中的脑脊液会清除β-淀粉样蛋白[2]等代谢废物。
早在1991年，β-淀粉样蛋白就被证明对大脑神经元有毒害作用，与阿尔茨海默症等神经退行性疾病有关[3]。
2013年的一项研究，则进一步证实了，睡眠与大脑代谢废物相关的清理机制[4]。
大脑的清洁系统，在睡眠时最为活跃。毕竟在清醒状态下，大脑会使用最大的能量去处理各类感知信息。当睡觉的时候，随着处理信息的神经中枢活跃降低，开始整理和巩固我们白天的记忆时，大脑中清除废物的系统才会变得活跃起来。
在清除这些废物的过程中，大脑细胞会缩水60%，大大增加细胞间隙，以帮助脑脊髓液更自由地通过大脑组织间隙，以清除废物。
大脑细胞的缩水过程，主要是通过血液的流出来实现的。
2015年以后的研究则发现，大脑中的代谢废物是通过淋巴管来实现转运的，而且淋巴管也是大脑和免疫系统之间的运输通道[5]，在此之前，人们并不认为大脑中存在淋巴管。
2019年，波士顿大学的一项研究，展示了睡眠清除代谢废物的过程[6]。
睡眠状态下，血液（红色标记）流出，脑脊液（蓝色标记）流入。
该研究表明，睡眠状态下，脑脊液会受到睡眠时大脑慢波的影响，在周期性的震荡过程中，清除了大脑中β-淀粉样蛋白等废物。
当处于清醒状态时，这种有规律的周期性变化会随之消失。
主要原因在于，清醒状态下，大脑需要足够的血液来给大脑供氧、功能，血液充盈着大脑，脑脊液只能活动在大脑的表面，很难有进入大脑内部的机会。
即便有少量进入，也仅仅只是睡眠状态下的5%。
不仅仅是β-淀粉样蛋白，你的大脑通过一整天的工作，产生的代谢废中，还存在大量的活性氧(reactive oxygen species , ROS)。
虽然我们依赖氧气分解糖来给我们提供能量，一些中间产物也具有相应的生理功能，例如一氧化氮在血管舒张和神经传导方面发挥着重要作用。但本质上来说，氧气这种强氧化物，以及它衍生的活性氧，同样会氧化破坏我的机体，对健康造危害。
虽然我们的身体，对活性氧、自由基，自有一套清除机制（例如超氧化物歧化酶），但大脑的清理主要在睡眠时进行。熬夜的人，活性氧得不到及时清理，大脑的健康自然会受到威胁。
当然，大家也没必要因为临时熬夜而感到恐慌。
人类经过长达300万年的进化，面对恶劣的环境时，总是有熬夜的需求，大脑早就对熬夜有了适应性的改变。
当你第一天进行熬夜后，第二天你睡觉时，大脑会产生更多的慢波，进行更深度的废物清理。
不过，大脑的这种弹性适应能力也是有上限的。
如果长期熬夜，超过大脑的适应阈值，那自然会对大脑造成伤害。老年人容易患阿尔茨海默症，正是和大脑的慢波减少具有相关性。
当你不得不熬夜的时候，记得一定要好好补上一觉（尽量还是少熬夜）。
虽然睡觉时，大脑对废物的清除是主要工作之一。但睡眠的作用，并不仅仅限于此。
很早以前人们就认识到，慢波睡眠有助于长期记忆的形成，利于巩固学习和经验[7]。但随着脑科学的快速发展，相关理论才进一步得到了证实。
例如，当我们在清醒状态，一相记忆任务成功执行后，大脑会产生θ振荡。如果我们在睡眠时，相关记忆进行重复激活，当我们识别相关线索时，θ波震荡便会明显加强。这说明，大脑在睡眠期间加强了记忆痕迹和词汇整合[8]。
在慢波睡眠状态下，海马体中新编码的信息会重复激活，使得陈述性记忆在皮层水平上与已有的知识网络进行协调，并逐渐整合[9]。
总的来说，睡眠时，大脑新皮层与海马体，通过记忆巩固(MemoryConsolidation)，完成记忆转移，形成长期记忆。而在记忆巩固的过程中，记忆会发生回放。通过对老鼠大脑进行研究，已经确定了相关神经机制的存在[10]。
除此之外，大脑会优先在睡眠时合成生长激素，几乎已经成了常识。其实，生长激素也主要在慢波睡眠中合成，对成年人的影响很大。
但值得说明的是，一项研究记录了305名儿童从1~10岁的生长、身高，以及体重情况，发现，儿童睡眠时间的变化似乎对儿童的生长没有影响[11]。这可能和人类的进化有关。
当然，儿童时期睡眠不足，会影响认知、神经元，以及情绪方面的发展，这是有依据的[12]。
总的来说，就目前的研究来说，睡眠有以下这些作用：
- 能量恢复，代谢调节，体温调节，增强免疫系统，清理废物，利于脑成熟，回路重组，突触优化，避险。
这些作用，主要表现在两大功能上。
1、巩固记忆，维持大脑的认知功能。
2，清理优化，保持大脑的健康高效。
对于长期且过度熬夜的人来说，你损失的主要便是这两大功能。
参考
- ^ Fleischman D , Berdahl J . Anatomy and Physiology of the Cerebrospinal Fluid[M]. 2019.
- ^ Iliff J J , Wang M , Liao Y , et al. A Paravascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and the Clearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β[J]. Science Translational Medicine, 2012, 4(147):147ra111.
- ^ Kowall, Beal, Busciglio, et al. An in vivo model for the neurodegenerative effects of beta amyloid and protection by substance P.
- ^ Sleep Drives Metabolite Clearance from the Adult Brain[J]. Science, 2013, 342(6156):373-377.
- ^ Eccles, Jacob, D, et al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels (vol 523, pg 337, 2015)[J]. Nature, 2016, 533(May 12 TN.7602):278-278.
- ^ Fultz N E , Bonmassar G , Setsompop K , et al. Coupled electrophysiological, hemodynamic, and cerebrospinal fluid oscillations in human sleep[J]. Science, 366.
- ^ Plihal, Werner, Born, et al. Effects of Early and Late Nocturnal Sleep on Declarative and Procedural Memory.[J]. Journal of Cognitive Neuroscience, 1997.
- ^ Thomas, Schreiner, Maurice, et al. Cueing vocabulary during sleep increases theta activity during later recognition testing[J]. Psychophysiology, 2015, 52(11):1538-1543.
- ^ Chambers A M , Payne J D . The Memory Function of Sleep[M]. John Wiley & Sons, Ltd, 2015.
- ^ Wang M , Foster D J , Pfeiffer B E . Alternating sequences of future and past behavior encoded within hippocampal theta oscillations[J]. Science, 370.
- ^ Jenni O G , Molinari L , Caflisch J A , et al. Sleep duration from ages 1 to 10 years: variability and stability in comparison with growth.[J]. Pediatrics, 2007, 120(4):e769.
- ^ Jenni O G , Dahl R E . Sleep, cognition, and emotion: A developmental view[J]. child welfare, 2008.
因为手机需要充电。
并且人体的高能耗是一边充电一边用也赶不上的。
为什么有人睡眠时间少，因为他们是快充啊。
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