睡眠技師 黃筱雯

對於所有哺乳動物而言，睡眠是不可或缺的生理功能，1982年學者Borbély提出調控睡眠的雙歷程模式，分別是掌管睡眠需求和滿足的恆定系統(Homeostasis system)和維持人類約24小時睡眠-清醒循環的生理時鐘系統(Circadian rhythm)，而溫度是連接這兩種系統神經元迴路的至關重要調節機制。

哺乳動物是恆溫動物，皮膚溫度隨著周圍環境的變化而改變，內臟和中樞神經系統的溫度大多是恆定，大腦根據感受器向皮膚和器官傳遞的溫度訊息，透過促進熱量產生或散熱來調節體溫。為了適應全天溫度的波動，產生取暖、尋找避寒處、築巢、蜷縮和聚集等體溫調節行為(圖一)。睡眠前的體溫調節行為的不僅追求舒適，主要目更是為維持能量平衡，以及替入睡後不活動時期的能量做準備。睡眠前會在皮膚周圍產生溫暖小氣候，使其進入非快速動眼睡眠期並同時促進手腳的血管舒張，並選擇性在快速動眼睡眠期和清醒時收縮血管，以提高最大限度核心溫度的熱效率，這種變暖狀態持續整夜睡眠，因此，睡眠開始是發生在天黑後環境溫度開始下降和非快速動眼睡眠期，這與核心溫度和大腦溫度降低有關。此外，如果環境溫度升高，人類會無意識地增加暴露的表面積，從而在睡眠期間主動調節溫度。

圖一、體溫調節行為

溫度調節與睡眠調控的神經元位於腦部下視丘，下視丘神經元中受到神經傳導物質GABA或Glycine的活化可抑制覺醒促進睡眠，GABA神經傳導物質活化神經元促使體溫降低，神經傳導物質Glutamate活化神經元可促進覺醒。有項研究顯示大鼠的內側視前區功能受損，會導致睡眠減少、腦部溫度升高，並喪失在寒冷環境中調節體溫的能力，證實睡眠與溫度的關聯性。

另一項研究發現，入睡前約兩小時核心體溫會開始下降，在睡眠期間皮膚和大腦的溫度也發生改變，下視丘視前核區調節溫度下降，亦促使進入非快速動眼期睡眠，第一次的非快速動眼睡眠期可能發生體溫下降最陡峭的時刻。溫度與睡眠結構有著密切相關，在非快速動眼睡眠期大腦和皮膚溫度皆會降低，而快速動眼睡眠期大腦溫度會升高。此外，大腦溫度降低，會減少腦部代謝保存能量，並協助免疫系統以及晝夜節律功能。

在不同狀態下，大腦溫度以及核心溫度變化會直接影響腦電波功率(圖二)，非快速動眼睡眠期的大腦溫度比清醒時溫度要低，而快速動眼睡眠期的大腦溫度則較高，給予鎮靜劑和麻醉劑會造成大腦和核心的溫度降低，如果在溫暖室內給予注射相同劑量的鎮靜劑和麻醉劑，除了溫度降低也會產生深度睡眠的腦電波。一項研究表明，睡前浸泡熱水能夠縮短睡眠潛伏期並增加睡眠深度，溫度與睡眠之間有高度聯結性，此效應被稱為「溫浴效應」。此外，某些哺乳動物在食物短缺時，會處於麻木狀態，並且降低溫度來節省能量。

圖二、不同狀態下大腦溫度以及核心溫度

雖然在睡眠期間核心溫度下降幅度不大，但彼此有重要關聯並互相影響，調節生理系統並且建立測量睡眠時間的機制。一項對大鼠進行完全睡眠剝奪和快速動眼睡眠剝奪的研究實驗，初期發現到代謝功能、核心體溫以及對食物需求增加，隨之體溫逆轉大幅降低，體溫調節和能量平衡徹底改變，影響生理機能最終導致死亡，研究結果表示睡眠障礙會破壞體溫調節和能量平衡。

參考資料：
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