伯克利科學家們發現了喚起神經系統敏銳和神清氣爽的過程
你是否在早上喝完咖啡後才感到困倦?你在工作期間是否與困倦作鬥爭?如果你為早晨的警覺性而掙扎,你並不孤單。然而,加州大學伯克利分校的一項新研究表明,醒來時感覺神清氣爽並不只是運氣問題。科學家們發現,注意三個因素–睡眠、運動和早餐–可以幫助你開始新的一天而不感到昏昏沉沉。
這些發現來自於對833人行為的詳細分析,這些人在兩週內吃了各種早餐;戴著腕錶記錄他們的身體活動和睡眠數量、質量、時間和規律;記下他們的食物攝入日記;並記錄他們從醒來那一刻起和全天的敏銳性水平。研究中包括雙胞胎–同胞和異胞–以區分基因與環境和行為的影響。
是什麼影響了一個人一天的精神狀態?
在新的研究中,瓦拉特、沃克和他們的同事研究了基因和非遺傳因素的影響,包括醒來時對環境的敏銳性。通過測量個人之間以及同一個人在不同日子裡的敏銳性如何變化,他們能夠找出運動、睡眠、早餐類型以及一個人餐後的葡萄糖反應所起的作用。資料來源:拉斐爾-瓦拉特和馬修-沃克,加州大學伯克利分校
研究人員發現,提高敏銳性的秘訣是一個由三部分組成的處方,需要在前一天進行大量的運動,睡得更久和更晚,以及吃高複合碳水化合物的早餐,並限製糖分。研究人員還發現,吃完早餐後健康地控制血糖反應是更有效地覺醒的關鍵。
“所有這些都有獨特而獨立的影響,”加州大學伯克利分校博士後Raphael Vallat說,他是該研究的第一作者。”如果你睡得更久或更晚,你將會看到你的敏銳性增加。如果你在前一天做更多的體育活動,你會看到增加。你可以看到這些因素中的每一個都有改善。”
晨間昏昏欲睡不僅僅是一種煩擾。它有重大的社會後果。許多汽車事故、工傷和大規模災難都是由無法擺脫睡意的人造成的。阿拉斯加的埃克森-瓦爾迪茲石油洩漏事件,賓夕法尼亞州的三里島核洩漏事件,以及烏克蘭切爾諾貝利更嚴重的核事故,都是眾所周知的例子。
“我們中的許多人認為,早晨的困倦是一種良性的煩擾。然而,由於生產力的損失、醫療保健的使用增加和工作缺勤,它每年給發達國家帶來數十億美元的損失。然而,更有影響的是,它以生命為代價–它是致命的,”資深作者、加州大學伯克利分校神經科學和心理學教授馬修-沃克說。”從車禍到與工作有關的事故,嗜睡的代價是致命的。作為科學家,我們必須了解如何幫助社會更好地醒來,並幫助減少社會目前每天有效醒來的致命成本”。
瓦拉特、沃克和他們的同事最近在《自然通訊》雜誌上發表了他們的發現。沃克是國際暢銷書《我們為什麼要睡覺》的作者,他經營著世界上最傑出的睡眠研究實驗室之一–人類睡眠科學中心,並且是加州大學伯克利分校海倫-威爾斯神經科學研究所的成員。
一種個性化的飲食方法
沃克和瓦拉特與英國、美國和瑞典的研究人員合作,分析英國公司Zoe Ltd.獲得的數據,該公司對數百人進行了為期兩週的跟踪,以了解如何根據一個人的生物特徵、生活方式因素和食物的營養成分預測對食物的個性化代謝反應。
參與者在整個兩週的時間裡都得到了預先準備好的飯菜,不同數量的營養物質被納入鬆餅中,以觀察他們在醒來後對不同飲食的反應。標準化的早餐,含有適量的脂肪和碳水化合物,與高蛋白(鬆餅加奶昔)、高碳水化合物或高糖(葡萄糖飲料)的早餐相比。受試者還戴著連續的葡萄糖監測器來測量全天的血糖水平。
平均而言,最糟糕的早餐類型包含大量的單醣;它與無法有效醒來和保持敏銳有關。當給予這種含糖的早餐時,參與者在困倦中掙扎。
相比之下,高碳水化合物的早餐–含有大量的碳水化合物,而不是單醣,只含有適量的蛋白質–與個人在早晨迅速提高敏銳性並保持這種敏銳狀態有關。
瓦拉特說:”富含碳水化合物的早餐可以提高敏銳性,只要你的身體是健康的,能夠有效地處理來自該餐的葡萄糖,防止血糖持續飆升,否則會削弱你大腦的敏銳性。”
沃克補充說:”我們已經知道,高糖飲食對睡眠有害,更不用說對你的大腦和身體的細胞有毒。然而,我們所發現的是,除了這些對睡眠的有害影響之外,在早餐中攝入大量的糖,以及在任何類型的早餐餐後血糖飆升,都會明顯地削弱你的大腦在睡眠後恢復清醒意識的能力。”
然而,這並不全是關於食物。睡眠也很重要。特別是,瓦拉特和沃克發現,比平時睡得更久,和/或比平時睡得更晚,會導致個人在從睡眠中醒來後迅速提高敏銳性。根據沃克的說法,7到9個小時的睡眠是擺脫”睡眠惰性”的理想狀態,即在醒來後無法有效過渡到功能性認知敏銳狀態。大多數人需要這樣的睡眠時間來清除一種叫做腺苷的化學物質,這種化學物質在一天中積累在體內,並在晚上帶來困倦,這種東西被稱為睡眠壓力。
“考慮到社會上大多數人在一周內沒有足夠的睡眠,在某一天睡得更久可以幫助清除他們身上的一些腺苷困倦債務,”沃克推測。”此外,睡得晚一點可以幫助提高敏銳性,這是第二個原因。”當你晚些時候醒來時,你是在24小時晝夜節律的上升點上起床的,這在整個早上都會提升,並提高敏銳性。”
然而,目前還不清楚體育活動對提高第二天的敏銳性有什麼作用。
“眾所周知,一般來說,體育活動可以提高你的敏銳性,也可以提高你的情緒水平,我們在這項研究中確實發現參與者的情緒和他們的敏銳水平之間有很高的相關性,”Vallat說。”平均而言,更快樂的參與者也感覺更敏銳”。
但是Vallat也指出,運動通常與更好的睡眠和更快樂的情緒有關。”可能運動誘導的更好的睡眠是前一天運動的部分原因,通過幫助當晚的睡眠帶來了第二天的卓越敏銳性,”。
這不在你的基因裡
同卵雙胞胎和非同卵雙胞胎之間的數據比較顯示,遺傳學在第二天的敏銳性方面只起著微小的、不重要的作用,只解釋了不同個體之間約25%的差異。
“我們知道有些人在第一次醒來時似乎總是眼睛發亮、腳下髮飄,”沃克說。”但是如果你不是這樣的人,你往往會想,’好吧,我想這只是我的遺傳命運,我醒來的速度很慢。我真的無能為力,除了使用會損害睡眠的刺激性化學物質咖啡因之外。”
“但是我們的新發現提供了一個不同的、更樂觀的信息。你每天如何醒來在很大程度上是由你自己控制的,基於你如何安排你的生活和睡眠。你不需要對任何命運感到不甘心,失望地舉起雙手,因為’……這是我的基因,我無法改變我的基因’。有一些非常基本和可實現的事情,你可以從今天和今晚開始做,以改變你每天早上醒來的方式,感到敏銳和擺脫那種昏昏欲睡的感覺。”
沃克、瓦拉特和他們的同事繼續與佐伊團隊合作,研究有關睡眠、飲食和體育鍛煉如何改變人們的大腦和身體健康,引導他們遠離疾病和病痛的新穎科學問題。