引言

人工智能（AI）正在深刻改变医疗健康领域的方方面面，并在众多应用场景中提供智能化支持。从缩短医生诊断疾病的时间，到自主管理医疗设备供应链，AI消除了人类在认知、处理和响应条件变化时产生的延迟。随着技术处理数据的速度不断加快，加之物联网与设备互联的持续扩展，AI正持续利用数据来评估并优化其服务应用的质量。

AI的一个新兴应用方向是辅助睡眠跟踪、监测与改善。优质睡眠带来的益处十分显著，例如提升工作效率、增强免疫系统与心脏健康，以及提升整体幸福感。而睡眠不足不仅会让人感到困倦，还可能加剧糖尿病、导致体重增加、血压升高、削弱免疫系统、增加心脏病风险，并引发其他健康问题。尽管追求最佳休息值得努力，但要实现这一目标，仍需依赖重大的技术进步。为了厘清技术如何改善睡眠，我们首先需要了解睡眠的几个阶段，以及身体如何利用休息时间进行恢复，从而明确AI的改善切入点。

睡眠的几个阶段

睡眠作为一种身体过程，属于神经科学范畴。虽然看似处于“自动驾驶”状态，但睡眠实际上是一个活跃的大脑过程。这一点至关重要，因为任何对睡眠周期的增强或改变，都必须以不干扰大脑的积极活动为前提。为了找到最佳干预方式，科学家们借助脑电图（EEG）、核磁共振（MRI）等工具绘制出不同的睡眠状态图谱，并建立基准条件。

睡眠在四个不同阶段以独特的方式激活一系列神经网络：

• 睡眠阶段1：N1（1-5分钟） —— 入睡的过渡期，很容易被叫醒。
• 睡眠阶段2：N2（10-60分钟） —— 浅睡眠期，心率减慢、体温下降。
• 睡眠阶段3：慢波睡眠（SWS，20-40分钟） —— 最深度的睡眠阶段，身体修复和恢复的关键期。
• 睡眠阶段4：快速眼动（REM）睡眠（10-60分钟） —— 梦境多发期，对记忆和情绪调节很重要。

在这些阶段中，慢波睡眠（SWS）每个周期持续约20-40分钟，是睡眠的最深阶段。SWS之后是阶段4——快速眼动（REM）睡眠，这是一个相当活跃的睡眠期，研究表明它可能有助于记忆巩固与表现提升。这四个阶段共持续大约90分钟。如果受试者圆满完成这些阶段，就能获得最大收益。换句话说，若睡眠过程被打断，则无法充分获得这些益处。

这些阶段的定义也解释了为什么通常需要7-8小时的睡眠。在睡眠期间，身体总共会经历五次完整的睡眠周期。问题在于，如果这五个周期未被充分利用，睡眠有困扰的受试者便无法从这一关键身体过程中获得全部好处。不过，即便没有睡足一整晚，定制化的睡眠体验也能让任意时长的睡眠变得更有价值。那么，技术是如何发挥作用的呢？