前言：在知乎上写东西已经一年多了，但好像很少涉及到自己的专业（其实是我老板的专业）——，这篇文章算是睡眠剥夺前传吧（不会涉及很多相关专业知识）。并且作为一个成瘾者，觉得还是很有必要来讲讲（caffeine）抵抗困倦的机理以及可能的危害。

　　背景：通宵的经历估计大家都有过，连续24小时不睡（acute sleep deprivation）之后个体会感到困倦（drowsiness）、疲劳（fatigue）和一系列不适应症状。那么问题来了，众所周知，能提神，但是它能否有效的抑制缺觉带来的诸多不适应症状呢？

　　是一种中枢神经，是广泛使用的精神兴奋性“药物”（常见于茶、咖啡、红牛以及可乐）。

　　当人们在清醒状态时（如上午），中枢系统中的腺苷（adenosine）含量很低。随着清醒的时间的增长，腺苷开始在神经元突触积累，完美体育并激活腺苷受体（如下图的agonist），从而产生一系列的反应并最终导致困倦。而的作用是腺苷受体拮抗剂（antagonist），也就是说抢先一步与腺苷受体结合（竞争型拮抗剂，与腺苷受体的结合能力比腺苷强），从而阻止腺苷发挥其应有的作用（即占着茅坑不拉屎）。

　　此外，还有一个副作用，它会间接的改变纹状体（striatum）中的多巴胺（dopamine）受体的活性，并且促进背侧纹状体（dorsal striatum）和伏隔核核部（nucleus accumbens core）内的多巴胺释放。这也就是为什么具有一定的成瘾性的原因。注意上述两个脑区的多巴胺释放与运动控制和奖赏有关，详见我另一个回答大脑是如何决定在何种情况下释放多巴胺的？ - 杨钒的回答，下文也会提及。

　　有研究表明，24小时的睡眠剥夺会导致压力激素（cortisol, epinephrine, and norepinephrine）的显著提高，显然并不能抑制这些压力激素增加带来的变化，这也为下文提供了一些铺垫，不是万能的，并不能弥补缺失的睡眠(Joo et al., 2012)。

　　一、首当其冲的是注意过程（attentional process）：相信大家都有过“眼皮打架”的经历，缺觉就会导致这种不可阻挡的微睡眠（micro-sleep）现象，即一小段时间内觉醒水平降低，无法持续维持注意。

　　在睡眠剥夺领域，通常用psychomotor vigilance test (PVT)来衡量个体的持续性注意（sustained attention），这个任务很简单（如下图，任务持续时间一般为10-20分钟），被试需要在出现数字的时候尽快的反应（按键），正常状态下个体的反应时在200-300 ms之间，超过500会被算做走神（lapse），快于130会被认为是虚报（false alert）。使用这个范式就可以对通宵的后果进行定量测量：1、总体反应时（均值或者中位数）变慢。2、lapse增加。3、更容易疲劳（time on task effect），即任务后半段的反应时显著比前半段长。

　　已有很多研究表明对这三个不良后果均有改善作用(Benitez et al., 2009; Ramakrishnan et al., 2014)，而这一改善左右的机理正是因为抑制了腺苷系统的活性（动物实验证明腺苷是导致这一损害的原因，Christie, et al. 2007）。然而的时效仅有几个小时，而且个体单日服用的含量不宜超过300mg，所以试图靠来维持一整日的正常生活工作是不太现实的。

　　然而在其它高级认知过程面前，就显得苍白无力了。Killgore et al. (2012)发现、右旋（dextroamphetamine）和（modafinil）均对缺觉被试在爱荷华赌博任务（经典的复杂决策任务）中的表现无显著帮助（即使这些药物都提高了被试的持续性注意和降低了主观困倦程度）(Killgore et al., 2012)。此外，在恢复性睡眠之后，被试的表现甚至略好于通宵前（估计是因为学习效应和睡眠巩固记忆效应）。同样的，并不能改善通宵对道德判断 (Killgore et al., 2007)、随机数字生成任务 (一种较复杂的执行功能, Gottselig et al., 2006)、以及对幽默的觉知（Killgore et al., 2006）。

　　最后，通宵还会导致大脑奖赏系统紊乱，放大奖赏的效价（例如使100元钱看起来更加吸引力了）、降低对风险的辨别能力（更愿意参与赌博）、对负性刺激的反应也更加激烈(Frings, 2012; Gujar et al., 2011)。而由于对伏隔核多巴胺的间接作用，可能会放大上述这些后果。

　　1、 能有效缓解睡眠不足导致的注意力缺陷，这对于简单重复的认知活动会有帮助（比如开车）。

　　2、 在高级认知过程和执行功能上，几乎不能缓解睡眠不足带来的影响。甚至还可能会放大睡眠不足在风险觉知、奖赏评估上的负性作用。（我个人觉得这是一个很危险的地方，因为个人的主观困倦程度降低了，你会以为自己处于正常状态，然而实际上并不是这样，这种认知偏差可能会造成一些严重后果）。

　　3、 对于睡眠不足的其它恶果，并没有帮助，比如睡眠不足会导致压力激素的增加，从而增加患焦虑、抑郁的可能性，睡眠不足也会导致脂肪摄入的增加(Fang et al., 2015)。（至于更多睡眠不足的后果，且听下回分解）

　　4、 具有潜在的成瘾性，一旦戒断会产生焦虑不安、失眠等反应。同样也会有耐药性，长期服用会导致效果降低。

　　5、即使在服用5小时或半衰期过后，仍会导致之后的恢复性睡眠（recovery sleep）的质量降低，包括入睡困难、易醒、睡眠效率降低等等(McHill et al., 2014)。