「短睡眠基因」:為何有人只需睡四小時?

一幅插圖描繪同一人坐在床邊的三個姿態:第一個姿態中,他用一隻手托著頭;第二個姿態中,他雙臂向上伸展;第三個姿態中,他正穿過一道明亮的黃色門口。
圖像加註文字,有些人確實只需極少睡眠也能維持良好狀態,但要判斷自己是否屬於這類人,可能並不容易。
    • Author, 阿曼達·魯傑里(Amanda Ruggeri)
    • Role, 自由記者
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自她有記憶以來,艾米·普格·伯納德(Prof Aimee Pugh Bernard)就不需要太多睡眠。她通常在22:00左右上床,04:30左右醒來。

「我完全清醒,根本無法繼續待在床上。」她說。

有時候她無法立刻入睡,總共只睡五小時,但第二天仍然精力充沛。她會帶狗散步、在健身房完成一小時高強度運動,並在08:00之前累積一個半小時的工作時間。

她本身是科羅拉多大學(University of Colorado)的免疫學教授,朋友們對她能睡那麼少卻能完成這麼多事情感到驚訝。但在她的家族中,這很正常,因為她的父親和兄弟也是如此。

伯納德是少數,我們大多數人都需要更多睡眠。

根據美國國家睡眠基金會(National Sleep Foundation)最新的證據回顧,26至64歲成年人平均每24小時需要約七至九小時睡眠。

人們所需睡眠時間為何存在巨大差異,一直是個長期未解之謎。過去幾年,科學家確認遺傳因素是重要因素。

而製藥業希望從中找出線索,開發新藥物去治療睡眠障礙患者。

不僅睡眠時間短,還避免記憶力受損

2019年,伯納德得知了自己擁有這項睡眠「超能力」的可能原因。

加州大學舊金山(三藩市)分校(University of California, San Francisco)一個研究團隊,發現了一種與人類睡眠時長相關的基因突變。

攜帶這種突變的人通常在正常時間就寢,但他們會很早醒來,每晚往往只睡四至六個半小時。伯納德向研究團隊寄出血液樣本後,發現自己正是其中之一。

這種罕見且可遺傳的狀況,被稱為「家族自然短睡眠」(familial natural short sleep, FNSS)。自那之後,科學家又發現了數種與家族自然短睡眠有關的突變。

研究團隊首席研究員、分子生物學家傅嫈惠表示,該領域最大的謎團之一是,患有家族自然短睡眠的人似乎在極少睡眠下依然「狀況良好」,箇中原因仍在研究中。

證據顯示,與家族自然短睡眠有關的基因變異,不僅會導致睡眠時間較短,還可能保護攜帶者免受相關後果影響,如記憶力受損。

來自台灣的傅嫈惠教授於2019年主導的一項實驗,將一種與家族自然短睡眠相關的突變引入小鼠體內。研究團隊發現,攜帶相關變異的小鼠不僅睡得較少,似乎還能免受記憶缺陷影響。另一項測試則發現,攜帶部分這類變異的小鼠較不容易出現鼠類版本的阿茲海默症(Alzheimer's disease;阿爾茨海默症)。

2014年,一個國際研究團隊研究了一對人類異卵雙胞胎,其中一人攜帶短睡眠突變,另一人則沒有。研究發現,攜帶突變的雙胞胎平均比其兄弟姐妹少睡約一小時。

研究人員還發現,當兩人都被持續保持清醒38小時後,攜帶突變者在表現測試中的失誤次數,比另一人少約40%。

研究人員亦發現兩人的睡眠模式存在一些有趣差異。儘管攜帶突變者睡得較少,但他的非快速動眼睡眠(non-REM sleep)幾乎與兄弟相同。其中包括慢波睡眠(slow-wave sleep),即所謂的「深層睡眠」,這可能意味著他在某些方面能從有限的睡眠中獲得更多益處。

製藥業的夢想

傅嫈惠表示,這個領域的研究仍在進行,而且極其重要。

在製藥產業中,有人希望有朝一日,對短睡眠者的研究成果能促成治療睡眠障礙的藥物問世,或幫助軍事人員在較少睡眠下維持運作。

為此,科學家不僅要了解這些變異是否能保護短睡眠者免受負面影響,也必須弄清楚其具體機制。若缺乏這些資訊,開發出的藥物可能會產生意料之外的副作用。

傅嫈惠說:「你必須了解它如何運作。你不希望自己睡得更少,結果在10年、5年或20年後罹患阿茲海默症、帕金森症(Parkinson's disease;柏金遜症)或癌症。」

托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)身穿深色西裝並繫著領結的黑白照片。他坐在一台早期留聲機旁,手握其把手。
圖像加註文字,電燈泡發明者之一托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)曾表示,他每次睡眠從不超過四小時。

好處與風險

研究估計,睡眠時長約有30%至65%受到遺傳影響。

換句話說,人與人之間睡眠時間差異最多有65%可由基因解釋。迄今為止,研究人員已發現數百個基因組區域會影響睡眠時長。

倫敦國王學院(King's College London)遺傳學家伊莎貝爾·奧斯汀—齊默曼(Isabelle Austin-Zimmerman)及其團隊表示,對一般人而言,基因差異或許能解釋約20分鐘的睡眠時長差距。

針對這些較常見的基因變異,能否減輕睡眠不足影響的研究仍然有限。

不過,由倫敦大學學院(University College London)臨床學術產科及婦科醫生基婭拉·彼得羅塞利尼(Chiara Petrosellini)領導的一項最新研究找到了一些證據。研究團隊分析了343名患有雙相情緒障礙(bipolar disorder;躁鬱症)且曾生育女性的基因資料。

研究人員根據疑似與短睡眠有關的突變存在與否,評估她們成為短睡眠者的可能性。結果顯示,評分最高、最可能屬於短睡眠者的女性,其產後精神病風險只有評分最低者的一半,失眠方面也出現相同趨勢。

研究人員指出,仍需更多研究驗證,但這些人有可能在較早的人生階段,已發展出較高的睡眠中斷耐受能力。這或許減輕了產後睡眠受干擾對情緒造成的影響。

不幸的是,從基因上傾向短睡眠並非總是有益。事實上,奧斯汀—齊默曼及其團隊針對更大規模人群(並非專門研究患有雙相情緒障礙的母親)的研究發現,一般而言,與較短睡眠有關的基因變異和較高的失眠風險及疲勞感有關。

這些變異還與多種心理及身體健康狀況有關,包括注意力不足過動症(ADHD;注意缺陷多動障礙/多動症)、憂鬱症狀及第二型糖尿病。

這並不一定表示短睡眠或容易短睡眠,會導致這些疾病。但這確實意味著,短睡眠的基因傾向,並不總能保護人們免受這些風險影響。

無恙的錯覺

一名留著及肩長髮的女子坐在手提電腦後方,閉著眼睛用馬克杯喝飲品。她用空著的那隻手比出一個「OK」手勢。
圖像加註文字,短時間睡眠後仍感覺良好,並不一定代表思考能力和表現沒有受到影響。

更複雜的是,即使我們自認在睡眠不足情況下仍能正常運作,也未必是最可靠的判斷者。

有研究發現,當健康成年人每晚只能在床上待四或六小時時,他們在各項認知測試中的表現會持續變差。

然而,兩星期後,參與者仍將自己的睏倦程度評為僅「略有睡意」。

華盛頓州立大學(Washington State University)睡眠與表現研究中心(Sleep and Performance Research Center)睡眠科學家漢斯·范東根(Hans van Dongen)共同參與了這項研究。他表示,你會逐漸出現更多功能損害,但同時也愈來愈察覺不到這些損害。

許多人確實比其他人需要更少睡眠,這一點仍然成立。范東根本人的其他研究也發現,有些人對睡眠剝奪更具抵抗力。但這意味著,要理解這些差異,比起單純詢問一個人睡幾小時或隔天感覺如何,要複雜得多。

從長遠來看,像奧斯汀—齊默曼和傅嫈惠等人的基因研究成果,或許有助找出哪些人真的能以極少睡眠維持良好狀態。同時也能辨別出那些自覺良好、但實際上較容易出現功能受損風險的人。

最終,人們希望這些發現能催生藥物,幫助短睡眠者提高對睡眠不足的耐受力。

但在此之前,這些研究成果仍能幫助人們了解,自己為何會以某種方式睡眠。

伯納德表示,得知自己攜帶 FNSS 相關變異之一後,讓她如釋重負。身為科學家,她早已知道人與人之間存在天生差異,睡眠也是如此。她也一直很珍惜這些額外時間,讓她能在丈夫和孩子仍熟睡時,提前展開一天的工作。

即便如此,伯納德也曾懷疑自己是否只是特別不擅長放鬆,或者自己睡不更多是否代表承擔了太多責任。

伯納德說:「現在我有答案了。我知道,從基因上來說,這就是我的樣子,而我只能接受它。」

阿曼達·魯傑里(Amanda Ruggeri)是一名科學、心理學及歷史記者。

本文原以英文撰寫,我們使用了人工智能協助翻譯,並由BBC記者在發佈前進行審核。了解更多關於我們如何使用人工智能的資訊。