航天员常在太空做噩梦是怎么回事?分析:中国空间站睡得更香

中国航天科技曾报道过关于“航天员在太空做噩梦”的文章。外国航天员描述,只要一入睡就会梦到自己从天上往下坠的场景,常被惊醒。据美国航宇局统计,有50%的航天员需要依靠安眠药才能睡着。

实际上,我们每个人睡觉时都有过突然一脚踏空的感觉。在天宫空间站中,神舟十三号三名航天员需要居住半年之久,他们会不会经常出现这种状况?还有航天员为什么会经常做这样的梦?

做梦实验

1951年,美国生理学家尤金·阿瑟林斯基(Eugene Aserinsky),一次对自己8岁的儿子进行脑电波检测时,发现儿子熟睡了,可脑电图的屏幕上突然出现了连续、不规则的波形图,这说明熟睡的儿子大脑正处于兴奋状态。

(睡眠各个阶段脑电波)

随后,阿瑟林斯基找来了20名成年志愿者进行脑电波检测。在睡眠时,志愿者的大脑都出现了异常放电的现象,只要在这个阶段将其唤醒,他们都表示刚刚正在做梦。

阿瑟林斯基还发现,脑电波处于异常活跃阶段的睡眠者,心跳、血压都很接近清醒状态,并且伴随眼球快速转动,与清醒的差别在于全身肌肉变得松弛。于是,阿瑟林斯基便将这个过程称之为“快速眼动睡眠期”,也就是做梦的时期,该研究项目被发表在《科学》中。

人为什么会做梦?

快速眼动启发了动物学家,用该办法可以研究动物会不会做梦?科学家发现绝大多数的陆地脊椎动物都存在快速眼动状态,但也有些特殊情况。马、长颈鹿、大象等大型动物,它们存在两种睡姿。站着睡时不会出现快速眼动,卧着睡时才会出现。

由此科学家发现,做梦与肌肉的张力有关。做梦时,神经信号的传递质水平会迅速降低,促使运动神经元会受到抑制,全身肌肉收不到指令就进入彻底放松的状态,进而放弃对抗重力。长颈鹿站立时,部分肌肉需要对抗地球重力,无法进入快速眼动状态,否则就会一头栽倒在地。

(美国的失重实验室就是一架自由下降的飞机)

简单来说:快速眼动=做梦=肌肉罢工,如果肌肉支撑着重力,突然进入快速眼动状态就会出现失重。从高处跌落,失去支撑力或支撑力小于重力的过程,其实就是失重状态。

失重定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

我们有时候坐着打瞌睡,头经常会突然一沉,将你惊醒。这就是突然进入快速眼动状态,头部失去肌肉支持,失重下沉。有时候晚上下楼,走廊灯没亮起,我们没意识到前方有楼梯,经常会感觉心猛地一沉。这就是一脚踏空的失重感,源于肌肉没有接收到下降的信号,身体突然下沉,发生了未知的跌落位移。

我们躺在床上,只要身体某处与床垫存在空隙,或者贴合、支撑力不够,肌肉也需要帮你对抗重力。我们在夜里常常翻来覆去就是为了让疲劳的肌肉得到缓解。睡觉时,经常突然感到一脚踏空或者向下坠落,想蹬腿,心脏感觉扑扑直跳。这源于进入快速眼动状态,原本支撑力不够的位置,帮助你抵抗重力的肌肉突然罢工,让身体产生了微小的跌落位移,传递到大脑中就会让你有下坠或踏空的失重感。

航天员会不会做梦?

在太空失重环境下,当航天员进入快速眼动状态,身体会立刻反馈给大脑:“别睡了!身体每一寸都处于失重状态”。于是,航天员梦境中就会立即出现“从天上往下掉”的场景,惊醒之后再入睡就会跳过快速眼动状态,进入下一个睡眠阶段。因此,绝大多数情况下航天员不会做梦,即使做梦,梦境也很短。

人类睡觉并不一定需要经历快速眼动阶段,因为在我们还是胎儿的时候,羊水包裹的悬浮阶段就是接近失重的状态。但科学研究发现,快速眼动有助于人类记忆,可以巩固白天所学的东西。胎儿出生后,大部分睡眠时间都处于快速眼动阶段,他们的梦境中会出现各种运动,这有助于他们快速学会如何爬、站、走、跑、跳。

因此,航天员一夜无梦,未必是件好事。在睡眠实验中,如果志愿者进快速眼动阶段时进行干扰,使其跳过做梦阶段,他们往往会表现出焦躁、易怒等情绪,还会出现部分会出现记忆力减退、疲劳等问题。此外,航天员睡眠时间相对地面更短,因为“跌落感”经常会让他们难以入眠。

相比国际空间站,航天员将睡袋挂在墙上、站着睡,我国空间站配有单独的卧室。虽然失重的空间站环境不分上下左右,但空间站内的仪器、摆设是分上下的,从感官的角度,天宫空间站卧室中的床在下面,可以让航天员有躺下的感觉。

在床上也有特殊定制的睡袋,牢牢固定在床上,并且有束带,让航天员可以紧贴在床上睡觉,同时给予身体一定的压力,使肌肉有一定的支撑感,盖被感。天宫空间站卧室还有独立的舷窗,透过舷窗可以看到地球,睡觉时可以拉上遮光罩。

此外,国际空间站仪器、设备噪音高达70分贝。这相当于3米内启动一台真空吸尘器的声音,所以国际空间站都会给航天员配备降噪耳机、耳塞。天宫空间站的卧室则专门进行了静音处理,噪音在50分贝以下,更有利于航天员睡眠。

总的来说,天宫空间站体验更像是在地面睡觉,更舒适,可以减少做噩梦的概率,让航天员睡得更香。即便是这样,有些人还是会因为失重而惊醒,这点因人而异。在睡眠不足的情况下,认知、记忆和体能的变化也是航天员选拔的评估指标。可见神舟十三号,三位航天员要在太空驻留半年,光从睡觉上来看就很不容易!