整個冬天躲在洞穴裡,等到春天才再度現身。看著這樣的動物生活,很容易讓人想像:「如果能一口氣睡上幾個月,應該很舒服吧?」但深入研究冬眠,就會發現一些「睡個超長午覺」難以解釋的現象,例如動物在體溫回升後,才又進入睡眠。
關鍵不只是睡了多久,更在於身體用了多少能量。為了度過難以覓食的季節,冬眠動物會大幅改變代謝與體溫的調節方式。把熊和小型哺乳動物放在一起比較,就會發現過冬的辦法並不只有一種。
要測量什麼,才能分辨「在睡覺」和「降低代謝」?
光看閉著眼睛、一動也不動的模樣,無法判斷身體處於什麼狀態。研究睡眠時,科學家會透過腦波等指標,區分快速動眼睡眠與非快速動眼睡眠。研究冬眠時,則特別重視根據耗氧量估算的代謝率,以及體溫、心率等數據。
與冬眠相關的「蟄眠」(torpor),是指動物主動調節,使代謝、體溫等下降的生理狀態。有些是只持續幾個小時、結束後便恢復活動與覓食的日常蟄眠;冬眠則會反覆進入每次持續數天至數週的蟄眠狀態。[1]
打個比方,一般睡眠和冬眠,就像兩棟都掛著「休息中」牌子的建築物,內部設備的運作方式卻不同。冬眠時,連消耗能量的速度本身都大幅改變了。身體內部仍持續進行調節,並不是把電源關掉。
為什麼冬眠途中,還要把身體暖回來?
許多小型冬眠動物在維持一段時間的低代謝狀態後,會暫時讓體溫回到平常的範圍。牠們就是在一次次回溫之間度過冬天,因此不能用「秋天睡下,直到春天都沒醒過」這條直線來描述。[1][2]
這就帶出一個有趣的問題:既然要節省能量,為什麼還要特地讓身體暖起來?
回溫需要消耗能量。科學家正研究週期性回溫的作用,包括它與睡眠的關係,但目前還沒有一個能適用於所有物種的單一解釋。[1][2] 把這個過程想成「定期重新啟動」,確實比較容易理解它如何進行,卻不代表已經知道重新啟動的目的。冬眠是個複雜的過程,必須在節省能量的同時,維持必要的生理功能。
熊的體溫降得不多,怎麼也能度過冬天?
有些小型冬眠動物在蟄眠期間,體溫會大幅下降。那麼,熊也會變得一樣冷嗎?
2011 年一項美洲黑熊研究發現,冬眠期間的代謝率被壓低至基礎代謝率的約 25%,體溫則以數天為週期,在 30~36°C 之間調節。[6] 這裡值得注意的是,代謝率變成了「大約四分之一」,並不是「減少了 25%」。
這種組合說明,不能只根據體溫有多低,判斷動物節省了多少能量。也不能簡單地認為,只要把身體冷卻就會自動進入冬眠。研究中的熊在維持相對較高體溫的同時,仍大幅降低了能量消耗。
這些數值來自特定物種與研究條件。與其把它們當成所有熊或冬眠動物的共同設定,不如將它們視為一個具體例子:冬眠也有不同的做法。
冬眠之後,還會再睡一覺嗎?
蟄眠與睡眠之間的關係,比「兩者看起來都不動」複雜得多。2019 年一項灰鼠狐猴研究,觀察了日常蟄眠期間及結束後的腦波。研究以 6 隻圈養雄性灰鼠狐猴為對象,比較周圍溫度約 25°C 與 10°C 兩種條件。[3]
在約 25°C 的環境中,蟄眠期間仍可觀察到非快速動眼睡眠與快速動眼睡眠。在較冷的環境裡,當體溫降至約 21°C 以下時,一般的非快速動眼睡眠與快速動眼睡眠就大幅減少,甚至不再出現。此外,蟄眠結束後,與非快速動眼睡眠深度相關的 δ 波也有所增加。[3]
這些結果說明,動物處於低體溫狀態的時間,不能直接算成一般的睡眠時間。不過,研究對象是特定靈長類的日常蟄眠,還不能據此推論「所有動物冬眠越久,就越缺乏睡眠」。睡眠如何出現,會隨物種、體溫與蟄眠深度而改變。[2][3]
「明明一直在休息,為什麼還要睡覺?」這個問題,正好讓我們開始注意到,休息也包含不同的生理狀態。
冬天想睡、心情低落,也算冬眠嗎?
冬天容易想睡,或懶得出門時,人們常會說:「我也想冬眠。」這句話很能傳達心情,但它只是比喻,不能作為人類季節性不適與動物冬眠有相同機制的證據。
美國國家心理衛生研究院(NIMH)將季節性情緒失調(SAD)描述為一種隨季節反覆出現的憂鬱症。冬季型除了情緒低落,還可能出現嗜睡、因渴望碳水化合物而吃得過多、體重增加,以及退縮、減少社交等情況。[5]
單憑「冬天比較想睡」這一項變化,無法判斷是否有 SAD。研究正在探討生理時鐘、褪黑激素等與冬季日照變化相關的作用,但不宜直接解釋成「身體預測到食物短缺,所以開始冬眠」。[5]
如果低落的心情或強烈睡意持續出現,已經影響工作、課業或日常生活,就值得尋求醫療協助,不必等到春天。就診時,可以說明症狀何時開始、睡眠與食慾如何改變,以及過去是否也曾在同一季節發生,讓醫療人員更容易了解情況。SAD 的治療方式包括光照治療、心理治療與藥物治療等。[5]
人類有可能靠技術進入冬眠嗎?
如果能人為誘發動物的低耗能狀態,或許可以應用於醫療與太空飛行。已有研究正在探索這個可能性。
2023 年一項研究以超音波刺激腦部下視丘的視前區,在小鼠身上誘發了體溫與代謝下降的類蟄眠狀態。研究人員一邊測量體溫、一邊調整刺激,讓這種狀態維持超過 24 小時。研究也在通常不會出現蟄眠的大鼠身上,觀察到體溫下降。[4]
這項研究的主角,是處於實驗條件下的齧齒類動物,還不是能讓人睡過整個冬天的裝置。把它放在探索「哪些神經迴路參與代謝調節,以及如何安全地操控」的研究階段來看,就能理解這項成果的有趣之處與適用範圍。
看冬眠時,也想想身體內部的「時間如何流動」
從洞穴外看,冬眠的動物似乎什麼都沒做。但在身體內部,代謝正在降低,體溫受到調節,有時還會回溫,睡眠狀態也隨之改變。
除了問「牠睡了幾個小時」,如果再問一句「這段時間用了多少能量,又處於什麼生理狀態」,冬眠就會變得立體得多。熊的體溫與代謝組合、蟄眠後的腦波、回溫所需的能量,都讓我們看見:在一動不動的外表下,藏著為了度過冬天而進行的細緻調節。
至於人類冬季的不適,我們可以享受動物比喻帶來的趣味,也具體觀察自己的睡眠與情緒變化。把這兩件事分清楚,就能同時保有對生物的好奇心,也照顧好自己的需要。
[1] Ruf & Geiser(2015), Daily torpor and hibernation in birds and mammals. 比較日常蟄眠與冬眠的綜述。 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4351926/
[2] Heller & Ruby(2004), Sleep and circadian rhythms in mammalian torpor. 探討睡眠與蟄眠關係的綜述。 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14977404/
[3] Royo et al.(2019), Daily Torpor and Sleep in a Non-human Primate, the Gray Mouse Lemur (Microcebus murinus). 測量腦波的原始研究。 https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6768945/
[4] Yang et al.(2023), Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound. 以齧齒類動物為對象的原始研究。 https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z
[5] NIMH, Seasonal Affective Disorder. 季節性情緒失調的官方說明。 https://www.nimh.nih.gov/health/publications/seasonal-affective-disorder
[6] Tøien et al.(2011), Hibernation in black bears: independence of metabolic suppression from body temperature. 以美洲黑熊為對象的原始研究。 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21330544/




