劉艷驕 劉征宇 陳武山

(1 中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院廣安門(mén)醫(yī)院心理睡眠科,北京,100053; 2 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京宣武醫(yī)院,北京,100053;3中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院望京醫(yī)院,北京,100102)

這是我們多年年前寫(xiě)的一篇文章，本打算寫(xiě)進(jìn)《中醫(yī)睡眠醫(yī)學(xué)》人民衛(wèi)生出版社版，但因某種原因未能進(jìn)入。2020年，經(jīng)過(guò)整理，我們將其放入《中醫(yī)睡眠醫(yī)學(xué)》中國(guó)中醫(yī)藥出版社版，此書(shū)預(yù)計(jì)2023年正式出版，看到我國(guó)載人航天的成就，我們非常高興，又將其進(jìn)行整理，重新補(bǔ)充部分內(nèi)容加以發(fā)表。

1 航天相關(guān)人員睡眠問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)研究

從美國(guó)阿波羅1號(hào)太空飛行說(shuō)起。那是在1961年4月12日由Gagarin氏制造的阿波羅1號(hào)在太空中僅僅飛行了48 min。次年阿波羅3號(hào)則在太空中飛行了94 h 22 min，大大延長(zhǎng)了空中逗留的時(shí)間，而此時(shí)才真正發(fā)現(xiàn)宇航員在太空航行中的睡眠問(wèn)題很重要。

1972年終于完成了阿波羅登月計(jì)劃，從此才真正開(kāi)始了人類在失重狀態(tài)下長(zhǎng)期生存的太空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃，它標(biāo)志著太空醫(yī)學(xué)研究的開(kāi)始。此后，隨著宇航科技的發(fā)展，人類開(kāi)始頻繁往返太空之間，并進(jìn)行過(guò)太空停留1年時(shí)間的空間飛行實(shí)驗(yàn)，取得了許多相關(guān)數(shù)據(jù)和成果。

在航天環(huán)境下，會(huì)給人類睡眠帶來(lái)些什么變化呢？至少應(yīng)有2個(gè)方面：1)密封環(huán)境，會(huì)使人產(chǎn)生時(shí)間錯(cuò)覺(jué)，并對(duì)生物鐘(睡眠節(jié)律)產(chǎn)生影響，引起紊亂，這一點(diǎn)有些類似三班倒及時(shí)差旅行中的睡眠問(wèn)題；2)失重狀態(tài)下的睡眠問(wèn)題，由于觀察每秒鐘的自體感覺(jué)及平衡感，每小時(shí)的體液電解質(zhì)情況，循環(huán)系統(tǒng)變化，內(nèi)分泌系統(tǒng)情況，每月的骨質(zhì)及鈣代謝情況，均表明會(huì)受到一定影響。失重環(huán)境下，對(duì)睡眠姿勢(shì)、睡眠用具、睡眠時(shí)間均會(huì)產(chǎn)生一定的影響，但這些變化到底對(duì)睡眠有多少影響，至今尚無(wú)十分詳細(xì)的解釋。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)如下。

1.1 阿波羅登月計(jì)劃之前的睡眠調(diào)查 按理在太空中也應(yīng)能夠睡眠，但宇航員總是訴說(shuō)睡眠障礙，恐怕不似人們想象的那樣簡(jiǎn)單。美國(guó)科學(xué)家最初給宇航員進(jìn)行睡眠調(diào)查是從“雙子星座7號(hào)”開(kāi)始的，在此之前只是對(duì)宇航分行中發(fā)作性睡眠到失眠等可能引起的各種各樣的睡眠障礙進(jìn)行過(guò)預(yù)測(cè)，根本未曾意識(shí)到會(huì)出現(xiàn)像“雙子星座7號(hào)”分行中引起的如此嚴(yán)重的睡眠障礙。但對(duì)這一現(xiàn)象明了后，才漸漸明白了長(zhǎng)期處在地球軌道上運(yùn)行的飛行員引起失眠的原因，為此，就火箭發(fā)射時(shí)間、飛航與地面通信交流及宇宙飛內(nèi)的活動(dòng)等做了周密安排，目的是對(duì)宇航員制造一個(gè)24 h為周期的工作休息計(jì)劃，取得了很好的效果。

1970年，Bcrry等[1]對(duì)阿波羅7～11號(hào)內(nèi)的宇航員進(jìn)行了睡眠調(diào)查，報(bào)道了在同樣條件下的睡眠障礙情況。就阿波羅7號(hào)內(nèi)，在連續(xù)3 d的飛行中宇航員出現(xiàn)了睡眠障礙，覺(jué)醒狀態(tài)只是依賴中樞興奮劑(如安非他明等)。研究人員警告說(shuō)，這些將來(lái)還要在通常環(huán)境下工作，對(duì)藥物的依賴必須有所警示，須進(jìn)行詳細(xì)的睡眠周期評(píng)價(jià)。在阿波羅8號(hào)內(nèi)，興奮劑已經(jīng)成了常備藥，在飛船內(nèi)人工制造與地面明顯不同的睡眠周期，藥物在其中取了重要作用。由此，在其后的數(shù)次阿波羅登月飛船上宇航員均有了較好的睡眠質(zhì)量，特別是人類首次登上月球大陸的阿波羅11號(hào)飛船，機(jī)組人員全部有了規(guī)則的睡眠，沒(méi)有產(chǎn)生任何睡眠障礙現(xiàn)象。

1.2 太空實(shí)驗(yàn)室上的睡眠實(shí)質(zhì)研究 隨著太空實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的實(shí)施，相繼開(kāi)展了人類睡眠方面的研究。1976年Forsf等[2]就宇航員睡眠的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了研究，這一研究包括監(jiān)測(cè)宇航員的腦電波、眼電圖、大腦活動(dòng)等內(nèi)容。以調(diào)查其睡眠的深淺程度，得出以下結(jié)果：1)飛行中第3睡眠階段增加，飛行后減少；2)飛行中第4睡眠階段變化不大，飛行后相對(duì)減少；3)從飛行中全組人員平均值看，快速眼動(dòng)(Rapid Eyes Movement，REM)睡眠未見(jiàn)明顯改變，但在飛行末期個(gè)別人員出現(xiàn)REM睡眠率稍顯低下；4)飛行后在地面上的REM睡眠率有所增加，但休息3 d后又有反射性地引起REM睡眠過(guò)度期縮短；5)入睡時(shí)間方面，與飛行前比較，飛行中、飛行后基本上沒(méi)有多少變化，只有少數(shù)飛行員在飛行開(kāi)始階段會(huì)有所延長(zhǎng)，這恐怕與心情激動(dòng)有一定關(guān)系；6)睡眠中的自覺(jué)癥狀未見(jiàn)多少變化。在84 d的飛行中僅有1人出現(xiàn)睡眠障礙，但隨著時(shí)間的推移，癥狀越來(lái)越輕，不過(guò)為了保證睡眠質(zhì)量，他還是服用了些催眠藥。

綜上所述，F(xiàn)rosf等[2]就有關(guān)失重狀態(tài)下對(duì)人體中系統(tǒng)的影響綜述如下：1)這則調(diào)查顯示用于預(yù)測(cè)入睡階段的研究意義不大，但在飛行初期，由于對(duì)失重狀態(tài)有一個(gè)適用過(guò)程，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)入睡困難；2)飛行后出現(xiàn)的REM睡眠率增加和REM睡眠過(guò)度期縮短，對(duì)本研究意義也不大，這可能與飛行末期REM睡眠又減少些有關(guān)聯(lián)。而飛行過(guò)后第3、4睡眠階段的減少和REM睡眠的增加又意味著飛行后睡眠的質(zhì)量值得研究，而且更重要的是睡眠質(zhì)的問(wèn)題。這一研究表明，宇宙飛行對(duì)人類睡眠的影響可以使用腦電圖(波)來(lái)檢測(cè)睡眠階段的變化情況。

1.3 空間往返飛行中的睡眠研究 1985年P(guān)ool和Nicogossian[3]報(bào)道了在1982年重新開(kāi)始空間往返計(jì)劃期間，宇宙交通系統(tǒng)(Space Transpotoin Systen,STS)1～4號(hào)上有關(guān)醫(yī)學(xué)生物學(xué)的結(jié)果。報(bào)告有關(guān)“睡眠與休息”一項(xiàng)中，敘述了STS1號(hào)-3號(hào)在飛行前2夜、機(jī)組人員的睡眠、駕駛室的寒冷度警告信號(hào)、屢受干擾的與地上進(jìn)行的通信及衛(wèi)星轉(zhuǎn)播等情況，但關(guān)于的失重狀態(tài)對(duì)睡眠的影響卻沒(méi)有詳細(xì)記載，只是對(duì)STS4-號(hào)在飛行第一夜開(kāi)始有較好的睡眠作了報(bào)道。

1984年Quadens和Green[4]報(bào)道了詳細(xì)記錄空間實(shí)驗(yàn)室1號(hào)中機(jī)組人員在飛行前，飛行中及飛行后睡眠中動(dòng)眼運(yùn)動(dòng)的有關(guān)資料。根據(jù)此資料可知處于失重狀態(tài)初期的飛行第1夜，眼球運(yùn)動(dòng)大約增加4倍，其中REM睡眠占1半以上。由此可知，REM睡眠可能是新課題情況研究課題的切入點(diǎn)之一，為此，2位學(xué)者推測(cè)說(shuō)可能是在發(fā)射后的初期睡眠期間TEM睡眠的增加是宇航員進(jìn)入新環(huán)境的一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，也許與失重狀態(tài)關(guān)系不大。

Santy等[5]則對(duì)1987年58位機(jī)組成員在返航后立刻進(jìn)行了有關(guān)睡眠情況調(diào)查。飛行前沒(méi)有人使用過(guò)藥物，但飛行中有30%以上人員要求服用安眠藥引起嚴(yán)重的睡眠障礙主要發(fā)生在飛行初期和飛行末期。報(bào)道說(shuō)引起睡眠障礙的主要原因受“暈飛船”。

噪聲和興奮過(guò)度。不論睡眠障礙還是使用安眠藥，都會(huì)影響宇航員的工作效力如何解決這些問(wèn)題，是擺在我們面前的課題，需要進(jìn)一步研究。

美國(guó)有關(guān)專家研究表明，失重狀態(tài)下睡眠，在飛行初期表現(xiàn)為REM睡眠增加，末期則減少；在飛行的過(guò)程中，第3睡眠階段相對(duì)增加[5]。另外，飛行結(jié)束后回到地面，第3、第4睡眠階段減少，REM睡眠增加，REM睡眠的過(guò)渡期縮短，這些被認(rèn)為是中樞神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)失重狀態(tài)和從這一狀態(tài)返回地面環(huán)境(正常重力)在適應(yīng)過(guò)程的一種表現(xiàn)。此外，也許與體液移動(dòng)和循環(huán)功能的變化相伴而產(chǎn)生的自主神經(jīng)系統(tǒng)功能變化有關(guān)，但更詳細(xì)的研究成果還有待進(jìn)一步研究。

2 航天相關(guān)人員的睡眠

2.1 宇航員 在太空失重環(huán)境中，航天員不能躺在床上睡覺(jué)，因?yàn)樯眢w會(huì)自動(dòng)飄浮起來(lái)，必須鉆進(jìn)睡袋并固定在航天器的艙壁上。美國(guó)在航天飛機(jī)上設(shè)置多層水平床鋪，每個(gè)床鋪長(zhǎng)1.8 m，寬0.75 m，有一條能防火的睡袋，睡袋通過(guò)繩索和塔溝與床鋪相連，睡覺(jué)時(shí)，鉆進(jìn)睡袋，拉上拉鎖，用皮系住腰部，就可以睡覺(jué)了。歐洲宇航局還為宇航員設(shè)計(jì)了雙層充氣睡袋，充氣后睡袋被拉緊，給人體施加一定的壓力，這不僅可以改善胸部的血液循環(huán)，還可以消除飄飄然的自由下落感，使人感到像地面睡覺(jué)一樣[2]。航天員的睡眠節(jié)律仍然以24 h為周期安排航天員的作息時(shí)間，一般8 h工作，2 h用餐，1.5～2.5 h鍛煉，3.5～4.5 h自由活動(dòng)，8 h睡眠。天空中人一樣會(huì)做夢(mèng)，基本內(nèi)容與地面相同[6]。

2.2 地面工作人員 地面工作人員需要按照地球的晝夜節(jié)律進(jìn)行睡眠，但在航天測(cè)控階段，很多地面人員不能按照地球的晝夜節(jié)律進(jìn)行睡眠，需要連續(xù)工作，因而輔助睡眠設(shè)備和睡眠節(jié)律的調(diào)整非常重要。美國(guó)火星計(jì)劃研究時(shí)，很多地面人員接受天空信號(hào)時(shí)常常在深夜，在任務(wù)結(jié)束后，很多人出現(xiàn)睡眠障礙，被集體列為睡眠障礙研究對(duì)象。

2.3 發(fā)射時(shí)間對(duì)睡眠的影響 很多宇航飛行的起飛時(shí)間，選擇在早晨，這樣導(dǎo)致宇航員和地面工作人員對(duì)生活節(jié)律的調(diào)整，因而許多人縮短了睡眠時(shí)間，出現(xiàn)了白晝疲勞的現(xiàn)象。

3 航天環(huán)境中的睡眠障礙

根據(jù)有關(guān)資料，航天飛行及模擬飛行環(huán)境中容易產(chǎn)生各種心理問(wèn)題和睡眠障礙。在航天飛行與模擬飛行環(huán)境下，最容易產(chǎn)生心理問(wèn)題。包括人際沖突、睡眠障礙、乏味、不安等[6]。

在已經(jīng)統(tǒng)計(jì)的航天飛行醫(yī)學(xué)事件中，失眠名列第4位，而其前面的3項(xiàng)，厭食(食欲不振)、空間運(yùn)動(dòng)病、疲勞均可以影響睡眠……地面上可以發(fā)生的不安腿綜合征和下肢肌肉痙攣，在天空中發(fā)病率分別為2.5%和1.8%[3-6]。

在空間環(huán)境中，睡眠時(shí)間是續(xù)斷的，并經(jīng)常被打斷，特別有趣的是早醒和斷續(xù)睡眠又是衰老的典型特征。在地球和空間環(huán)境中，要使航天員在白天能夠處于最佳的活動(dòng)狀態(tài)，就必須使活動(dòng)與人體生物鐘安排同步。航天員常見(jiàn)的睡眠障礙主要有:1)太空失眠。太空失眠是常見(jiàn)航天疾病之一，而且容易復(fù)發(fā)，1987年2月7日至1996年2月29日和平號(hào)飛行中航天員發(fā)生的醫(yī)學(xué)問(wèn)題中就有失眠，發(fā)病10例，復(fù)發(fā)9例。太空失眠的常見(jiàn)原因：a.節(jié)律紊亂；b.失重；c.心理問(wèn)題；d.睡眠環(huán)境的影響。失眠的表現(xiàn)特點(diǎn)與地面上的一樣，入睡困難、夜間早醒、睡眠時(shí)間短、異常夢(mèng)境等。2)節(jié)律性情感障礙。由于節(jié)律的縮短，特別是光線的變化，會(huì)對(duì)體表的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生直接的影響，光刺激活性維生素D的前體并破壞光吸收化合物(黑色素)的循環(huán)。光通過(guò)眼睛和大腦間接地作用于神經(jīng)內(nèi)分泌功能、生物節(jié)律、松果體的分泌，還對(duì)情緒產(chǎn)生明顯的影響。許多人情緒表現(xiàn)有明顯的季節(jié)性波動(dòng)，特別是在秋冬季白晝縮短的時(shí)候出現(xiàn)明顯的抑郁。載人航天活動(dòng)中，航天飛行器環(huán)繞地球所導(dǎo)致節(jié)律紊亂，類似地面的“季節(jié)性情感障礙”。3)暈動(dòng)病。航天運(yùn)動(dòng)病，也稱為航天暈動(dòng)病。與地面上暈車、暈船的發(fā)病機(jī)制基本一致。前庭器官系統(tǒng)是人體內(nèi)耳中維持人體平衡的重要系統(tǒng)。主要是由于失重條件下前庭器官系統(tǒng)功能紊亂造成的。航天運(yùn)動(dòng)病所產(chǎn)生的嗜睡，如同地面搖晃嬰兒睡眠一樣，其表現(xiàn)特征與中醫(yī)痰濁眩暈類似。據(jù)統(tǒng)計(jì)，30%～40%航天員患航天運(yùn)動(dòng)病，半數(shù)以上的人有輕微的航天運(yùn)動(dòng)病。主要表現(xiàn)為頭暈、目眩、面色蒼白、出冷汗、腹部不適、惡心、嘔吐、唾液增加、噯氣、嗜睡、頭痛等和其他神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。4)航天應(yīng)激綜合征。在空間環(huán)境中，隔離引起的應(yīng)激和長(zhǎng)時(shí)間的失重應(yīng)激相伴而生，這些問(wèn)題遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了敵意和焦慮。航天員經(jīng)常出現(xiàn)各種心身癥狀，如睡眠干擾、定向力障礙和頭痛。時(shí)間壓縮感和繁重的工作計(jì)劃也導(dǎo)致宇航員與地面工作人員發(fā)生爭(zhēng)吵，航天員在空間環(huán)境中感覺(jué)非常匆忙，而地面的工作人員則變得不耐煩。

4 航天環(huán)境中的睡眠障礙的防治

4.1 促進(jìn)睡眠的輔助用具

4.1.2 太空睡袋 是宇航員睡眠的重要工具。太空睡袋的設(shè)計(jì)必須考慮太空環(huán)境特點(diǎn)，為了使航天員在太空睡得舒適，睡袋必須有固定器件，使太空睡袋能緊緊固定在航天器(飛船或航天飛機(jī))的艙壁上，不致在太空自由飄浮，似躺在床上一樣舒適；由于失重，太空睡袋設(shè)計(jì)給航天員適當(dāng)?shù)膲毫?，使航天員感覺(jué)到像睡在地面一樣舒適。

4.1.2 睡眠眼罩 與航空一樣，同時(shí)用燈光的變化模擬地球晝夜節(jié)律變化，以保證航天員有很好的睡眠。佩戴隔音帽，將睡艙與其他艙室分開(kāi)，避免噪聲的刺激[7]。

4.1.3 太空睡椅 美國(guó)宇航局針對(duì)宇航飛行，專門(mén)設(shè)計(jì)了適應(yīng)人體工學(xué)原理的太空工作座椅，可供宇航員在座椅上睡眠[8]。

4.2 建立睡眠工作區(qū) 俄羅斯的和平號(hào)國(guó)際空間站和現(xiàn)在正在運(yùn)行的國(guó)際空間站，均設(shè)計(jì)了不同類型的睡眠區(qū)，提供與地面相似的睡眠環(huán)境[8]。同時(shí)，將航天時(shí)間與地面時(shí)間保持一致。航天員還要有明確的作息時(shí)間表，以保證他們有何地面一樣的睡眠。

4.3 物理治療 俄羅斯的航天飛行中，對(duì)于航天員出現(xiàn)失眠，采用一種弱腦電波刺激儀，就是模仿航天員在地面睡眠時(shí)候的腦電波變化，制造一種可以產(chǎn)生類似腦電波的電子睡眠儀器，當(dāng)航天員出現(xiàn)睡眠問(wèn)題時(shí)，就用這種簡(jiǎn)單儀器發(fā)出與人體腦電一樣的腦電波進(jìn)行治療[8]。這種方法儀器在今天已經(jīng)廣泛在各種促眠儀器上廣泛使用。

4.4 中藥預(yù)防 在預(yù)防太空睡眠障礙的中藥中，我們認(rèn)為晝開(kāi)夜合植物和抗缺氧的植物中藥應(yīng)當(dāng)有較好的前景。常用具有晝開(kāi)夜合特性的植物中藥包括：豆科植物，如含羞草、決明子、落花生、大豆等；百合科植物，如土茯苓、天門(mén)冬、麥門(mén)冬、百合等；毛茛科植物，如冰涼花等；睡蓮科植物，如睡蓮、睡草、芡實(shí)等；菊科植物，如向日葵等；木蘭科植物，如合歡花等。五加科植物中人參、五加皮、紅毛五加等均含有促進(jìn)睡眠的物質(zhì)，前蘇聯(lián)宇航員就用刺五加膏作為宇航員的保健品。但從植物特性和藥理方面分析，越是節(jié)律快的植物中藥，毒性越大，而符合和接近24 h晝夜節(jié)律的植物，比較適合人體。木瓜、仙鶴草、黃芪等可以預(yù)防天空中中不寧腿綜合征和下肢肌肉痙攣。在前蘇聯(lián)宇航員的太空食品中就有木瓜條。具有抗缺氧功效的紅景天、三七在睡眠障礙臨床也得到廣泛應(yīng)用。紅景天能改善睡眠、生血活血、抗腦缺氧、抗疲勞、活血止血、清肺止咳、化淤消腫、解熱退燒、滋補(bǔ)元?dú)獾裙πВ潜容^理想航天中藥之一。

據(jù)了解，神九任務(wù)的藥物按照利用的概率分為2類，配備數(shù)量的原則也相應(yīng)調(diào)整。第一類藥物是按計(jì)劃必定要用的藥物，主要是抗運(yùn)動(dòng)病藥物、睡眠干預(yù)藥物、維生素補(bǔ)充類和中醫(yī)藥保健類。這類藥物嚴(yán)格按照既定的服用方案配備。中國(guó)航天醫(yī)學(xué)研究所與北京中醫(yī)藥大學(xué)合作開(kāi)展“太空燮理湯”的臨床研究，已經(jīng)取得初步療效。中醫(yī)方劑中的開(kāi)心散、讀書(shū)丸、天王補(bǔ)心丹、酸棗仁制劑、五味子制劑等也對(duì)睡眠有較好的治療作用。

作為睡眠研究者及航天愛(ài)好者，我們衷心祝賀中國(guó)的航天員能在中國(guó)的空間站中睡得更好，更安全，并平安回到地球享受地面平靜的睡眠。