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为何科学家认为睡眠是人体的一个熵泵 人类的睡眠之谜恐怕只有热力学第二定律才能完全解开了。 该定律指出孤立系统的混乱程度,也就是熵总会随着时间趋向于增加。 然而,人的进食和排泄使身体成为了一个开放系统,人体通过与外界的生存环境交换能量和物质,就可以维持自身一直处于一个低熵的状态,因为人类摄入低熵的有机物和排出高熵的代谢产物这一行为的真正目的实际上只是为了抵抗自身随着时间流逝的熵增而已。 那么这时候问题来了,吃饭拉巴和熵增原理有关,睡眠和熵增有没有关系呢? 这个问题有点复杂了,我们逐层来分析。 人在清醒状态时,整个身体,尤其是大脑一直会处于一种混乱程度持续增加的过程。 因为神经元放电,突触传递信号时消耗大量能量所产生的热量和活性氧、贝塔淀粉样蛋白等代谢废物会增加人体的熵值。 另外,肌肉活动、消化过程等生理活动也会促使人体的熵持续增加。 相比清醒状态,睡眠会对人体的熵起到一个调控与耗散的作用。 例如人在非快速眼动睡眠阶段,大脑葡萄糖代谢率会下降约百分之三十,这就能减少能量消耗和热力学熵的产生。 另外,在睡眠期间,尤其是慢波睡眠阶段,人体的脑脊液流动会加快,其脉冲式流动清除废物的效率是清醒时的两倍,这一过程就可能会降低脑组织的热力学伤熵 这一过程能有效促进代谢废物如贝塔淀粉样蛋白的清除,在局部上减少人体系统的无序度。 还有一种突触稳态假说认为,睡眠可以通过削弱不必要的突触连接,减少神经网络的冗余信息,以降低人体所储存的信息熵值。 例如,大脑在睡眠中会对记忆进行整理,以减少神经回路的信息冗余,从而降低系统的信息熵。 在睡觉时所做的梦,很可能正是你的大脑减熵的反应。 如果你认为这有点太抽象,接下来更形象的来了。 在这些研究之上,科学家还提出了一种假说,认为睡眠是人体的一个熵泵,就像水泵能抽水一样,睡眠抽走的则是人体在白天清醒状态时产生的熵。 例如,睡眠能将能量从清醒时运动、认知的高熵活动转向dna修复、蛋白质合成的低熵修复状态。 没有了睡眠这个熵泵,恐怕伤增原理很快就会将你送到精神病院。 从能量耗散的角度来说,睡眠还能够通过周期性的低代谢状态,将清醒时积累的熵以热量形式耗散到环境中,这也就是你每天早上起床体重都会降低的原因。 热力学第二定律暗示,宇宙终将走向热寂,但生命通过睡眠等复杂机制可以局部逆转熵增的趋势。 或许正是这一对抗性的生物机制,人体才能通过周期性的系统重启
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人为什么要睡觉? 20亿年前的线粒体能量生命契约 人为什么要睡觉?如果我说,答案藏在20亿年前的一场 交易里。 这场交易,让你能思考、能奔跑,但也给你戴上了一道永恒的枷锁。 想知道是什么吗? 我们常说,睡觉是为了让大脑休息、整理记忆。 但这无法解释——为什么连没有大脑的水母,也需要睡觉? 科学家发现,睡眠可能源于一个更古老、更根本的原因。关注我 这一切,都与我们细胞里的 能量CEO——线粒体有关。 想象一下,20亿年前的地球。 原始细胞只能进行低效的 无氧呼吸,产能很低,但也不用睡觉。 直到有一天,一个能高效产能的细菌,被细胞吞下。 它没有消失,反而变成了细胞的永久居民——这就是线粒体。 从此,细胞获得了超级能量,效率飙升17倍! 点♥藏 但,这份礼物是有代价的。 线粒体在高效产出的同时,会制造大量代谢废料——自由基。 这些自由基会攻击细胞,造成损伤和老化。 于是,那份古老的契约生效了:生命必须定期 停机检修。 这个状态,就是睡眠。 在深睡时,身体代谢放缓,线粒体减少工作,并启动修复程序,全力清除自由基、修复损伤。 所以,睡眠不是关机,而是系统进入深度维护模式。 有直接的证据,非洲昏睡病,其病原体会专门破坏脑细胞的线粒体。 患者的症状是什么?睡眠周期彻底崩溃:白天昏迷不醒,夜晚失眠狂躁。 这反过来证明:线粒体的健康,直接掌控着我们的睡眠节律。 长期熬夜、睡眠不足,就是在剥夺细胞的修复时间,让它们在 疲劳驾驶中加速损耗。 所以,我们为什么要睡觉? 不仅仅是为了让大脑明天更清醒。 更是为了履行一份始于20亿年前的、关于能量与生存的生命契约。 它是对我们数十万亿细胞最基本的维护与慈悲。 今晚,当你闭上眼睛,或许可以对自己说: 现在,是我身体里所有 小工厂的法定维修时间。 尊重睡眠,就是尊重生命的底层逻辑。 说说你曾因一场好觉,感到整个人焕然一新吗?。 吃动睡静养悟,你的能量顾问 #线粒体 #睡眠 #生命科学 #抗衰 #精力
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最新脑科学研究:爱补觉的孩子倍儿聪明! 最新研究表明:工作日睡眠不足的人,周末补觉可以有效减少痴呆的风险。 科学家分析了超过8万人的数据发现:工作日晚上睡眠时间在8.38小时左右,痴呆风险最低。 但别担心,如果你没睡够这个时间,周末晚上比工作日每多睡1小时,痴呆风险就能降低20%!这个效果在男性和60岁以上人群中尤其显著。 更厉害的是,周末补觉还能逆转睡眠不足导致的脑结构损伤! 科学家们进一步分析发现,工作日睡眠时间低于8.38小时的人中,周末比工作日多睡0.4小时,右脑白质体积最大;多睡1.2小时时,皮下灰质和海马体体积达到峰值;多睡0.45小时,脑小血管疾病最常见的成像标记白质高信号(WMH)的体积最小。 除此之外,此前的研究也发现周末补觉可以显著降低心血管疾病和死亡的风险。所以说,周末补觉可以说是最低成本的养生了。 不过对于工作日睡眠超过8.38小时的人,周末补觉就没有降低痴呆的风险咯,甚至数据显示,工作日睡眠充足的人周末补觉超过0.54小时时,非特异性痴呆的风险反而会增加。 历史研究表明,7-9 小时的睡眠对我们的认知健康最为有益的。相比每晚睡7-8小时,睡眠如果低于6 h,痴呆风险将会增加1/3,而当睡眠低于5h时,这个风险将超过45%。 所以,你工作日睡够了吗?不够的话,周末多睡一睡吧! #睡眠 #健康 #医学科普 #脑科学 #成长
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