12~14天每晚4小时睡眠对认知的影响

我连续14天每晚睡4个小时，没有发现任何对认知的影响(通过心理运动警戒任务、自定义第一人称射击场景和SAT进行评估)。我是一名22岁的男性，通常睡眠时间为7-8小时。

我完全清醒(非常粗略地)85%的时间是清醒的，10%的时间是中度困倦的，5%的时间是完全睡着的。通过玩15-20分钟的电子游戏，我可以随时从“入睡”到“完全清醒”。最终，我每天大约玩30-90分钟的视频游戏，在实验期间，我能够在每天超过16个小时的时间里充分发挥效率。

我没有测量我的困倦程度。然而，在整个实验过程中，我不得不抵制规律的睡眠冲动，有几次当我不想玩电子游戏的时候，我非常接近实验失败，有一次我在椅子上睡着了，几分钟后被我的妻子叫醒。这个睡眠时间表极难维持。

缺乏对认知能力的影响是令人惊讶的，可能反映了真正缺乏认知障碍，我希望证明由于长期睡眠剥夺而缺乏认知障碍，缺乏盲目的偏向测量，缺乏统计能力，和/或其他因素。

我认为，这个实验提供了强有力的证据，证明我在12-14天里每天睡4小时没有经历过重大的认知障碍，而且它提供了微弱的提示性证据，表明根本没有认知障碍。

我计划在这个实验之后进行急性睡眠剥夺实验(75小时不睡觉)和更长时间的部分睡眠剥夺实验(每天睡眠4小时，持续(可能)30天或更长时间)。

我对将我的结果推广给其他人持谨慎态度，并欢迎独立复制这个实验。

我用来执行统计和绘制图表的所有脚本、所有原始数据以及复制实验所需的所有配置文件都可以在GitHub上找到，分别是AimGood(5.99美元)和Inquisite6 Lab(30天试用期)。这里和GitHub上提供了预分析计划。

额外觉醒的累积成本：慢性睡眠限制和完全睡眠剥夺对神经行为功能和睡眠生理的剂量反应影响范东恩H，麦斯林G，穆林顿JM，丁格斯DF。额外觉醒的累积成本：慢性睡眠限制和完全睡眠剥夺对神经行为功能和睡眠生理的剂量反应效应。睡吧。2003年3月1日；26(2)：117-26。是由汉斯·P·A·范·东恩、格雷格·梅斯林、珍妮特·M·穆林顿和大卫·F·丁格斯在2003年发表在“睡眠”杂志上的一项研究。

从那时起，它已经成为睡眠科学中最著名的实验之一，累积了2700多次引用，其发现进入了流行文化。特别是，人们没有注意到由于睡眠不足而造成的认知障碍，以及连续两周每晚睡6个小时就足以产生重大认知障碍的想法似乎都源于这项研究。

我对这项研究的发现很感兴趣，对马修·沃克(Matthew Walker)的“为什么我们睡觉”的调查提高了我对睡眠科学的兴趣，我决定尝试部分复制和推广它。

实验前7天，我给自己8小时(23：30-07：30)的睡眠时间，以确保我没有任何睡眠欠账。我这几天(2020-03-27到2020-04-02)的平均睡眠时间是7.78小时(标准误差：0.15小时)。

我每晚(3：30-7：30)睡4个小时，连续14天(Van Donen等人的实验条件之一)。2003年)，所有其他睡眠都被禁止，并将剥夺睡眠(治疗)第12天、第13天和第14天的认知能力与正常状态(对照组)进行了比较。我没有每天测试自己，因为Van Donen等人在4小时条件下的认知缺陷是单调增加的，而且我只对睡眠剥夺最严重的后果感兴趣。

在实验期间，我一直呆在室内。我工作，玩电子游戏，看电影，浏览互联网，看书，在公寓里走来走去，但没有参加任何激烈的活动。我避免阳光直射，睡觉时关掉所有的灯。

在实验前两周或实验期间，我没有使用任何咖啡因、酒精、烟草和/或药物。

在实验前的两周里，我只在中午12点到晚上8点进食，并在实验期间继续这个时间表。我的饮食没有其他限制。

我没有任何内科、精神病学或睡眠相关的疾病，除了偶尔会感到胸部有压力相关的压力，在实验过程中我也没有经历任何不寻常的症状。

在过去的两年里，我既没有上过夜班，也没有上过轮班。在实验之前的3个月里，我没有跨越时区旅行。

图4.我在实验中执行的任务片段。左：Pvt。中心：Guzey_Arena_0。右：Sat。使用ezgif.com创建。

精神运动警戒任务本质上是一项长达10分钟的反应测试，已经成为睡眠研究中评估清醒程度的标准方法。分析PVT数据的标准方法是计算会话中的流逝次数(响应时间为>；=500ms的试验)。这就是我分析数据的方式。

guzey_arena_0是第一人称射击场景，在该场景中，玩家必须尽快杀死在竞技场周围奔跑的20个机器人(一次有10个机器人出现，它们在杀戮时在随机位置重新出现)。这一场景需要快速反应时间(机器人经常改变方向并出现在随机位置)、战术思维(你必须选择追逐哪个机器人以及在哪里寻找它们)和精细运动技能(你必须使用键盘四处移动，并使用鼠标精确瞄准)。

GUZEY_ARENA_0是我最关心的考试。我认为它优于PVT有几个原因：

我相信它对我来说更具外在效力。guzey_arena_0比PVT更吸引人，也更好地反映了我通常从事的活动(写作、编码、玩视频游戏)。PVT可能是像长途驾驶这样乏味的任务的一个很好的模式，但我每天很少有这样的任务(而且根本不开车)。

最重要的是，它需要实际的思考，而不仅仅是反应时间，因此更适合于评估对复杂认知能力的影响。

它同时测试几种认知和运动技能，因此这三种能力中的任何一种都会被测试发现。

SAT是一项长达3小时的综合测试，由语言(文本理解、语法等)组成。还有数学题。在美国，这是评估大学准备情况的标准方法，每年有数百万高中生参加。

我在开始剥夺睡眠前1天以及结束睡眠剥夺后第4天和第5天进行了对照测量。我在剥夺睡眠的第12天、第13天和第14天进行了治疗测量。

在预分析计划(PAP)中详细描述了数据收集，以及我处理实践效果的策略。讨论中描述了与PAP的所有偏差。

我对PVT和Guzey_Arena进行配对t检验，将治疗和控制条件的均值在0.025.0 5显著性水平(0.0 5显著性水平，Bonferroni校正2次比较)与双侧替代方案进行比较。

我没有提到t检验将是配对t检验，因为我没有意识到独立样本的t检验和配对样本的t检验是不同的。

在pap中，我计算了pvt和guzey_arena_0所需的样本大小，以便能够在0.025的显著性水平和0.895次方(0.895次方确保我达到0.8联合次方(如果这两个假设都为假，则正确拒绝这两个零假设的概率)下分别检测到0.8%和0.5%的效果大小)。

计算的样本量是PVT的39对观测和Guzey_ARENA_0的99对观测。这些是我收集的样本大小。

然而，这些样本量计算是不正确的。由于配对t-检验的功效高于独立样本t-检验，结果表明，对于这些样本大小，我能够检测到的效应大小分别是pvt的0.58%和guzey_arena_0的0.35%(在0.025的显著性水平和0.895的幂)。

图5.左：科恩的d为0.58。右：科恩的D为0.35。和R心理学家一起创造的。

鉴于观察的数量非常少，我不会对SAT数据进行任何统计。

考虑到我在讨论SAT结果，尽管我没有对它们进行任何统计，但我只修正了2个比较，这让我感到有点奇怪。

摘要：在对照组和治疗条件下，我的PVT表现在统计学上没有显著差异。

摘要：在对照组和治疗条件下，我的Guzey_arena_0性能没有统计学上的显著差异。

控制分数(数学，语文)：(710,760)，(780,760)(750,690)；治疗分数(数学，语文)：(730,720)，(790,740)，(790,750)(越多越好)。

我的关键假设是PVT上的失误数量增加了，因为它是一项无聊得像地狱一样的任务。仅仅盯着电脑看就是10分钟，等待红点周期性地出现。所以我认为被剥夺睡眠的人只是在任务过程中睡着了，但其他方面功能正常，他们的认知功能没有受到影响。因此，我预计我的PVT性能会下降，但艾姆神的性能不会下降，因为这是一项有趣的任务，尽管它主要依赖于注意力来提高性能。

我的第一个假设没有得到证实。在对照组和治疗条件下，我的PVT表现没有差别。我以为在测试期间我会开始入睡，进入微睡状态，但似乎视频游戏-每当我感觉太困的时候就玩-刺激我到了这样的程度，即使做一个无聊的10分钟长的测试也不足以诱导微睡。

我相信我的PVT数据质量不是很高。首先，虽然我计划在7：40、13：00、13：20、13：40、16：00、16：20、16：40、19：20、19：40、22：00、22：20、22：40乘坐PVT，但有时会忘记，有时会在指定时间内忙碌。因此，尽管我在指定时间的5-10分钟内参加了绝大多数测试(最大延迟：22分钟)，但我没有完全按时参加PVT。有人可能会争辩说，我策略性地推迟了PVT课程，以便在我开始感觉更警觉的时候参加测试。此外，在进行控制测量的最后两天里，我非常无聊，有时会分心并陷入思考，这导致我每个会话都会有3到4次失误(如图1所示)。我不认为这些失误代表我缺乏警觉性。最后，我不得不将最后一次治疗日的最后3次测试的时间从22：00，22：20，22：40改为21：00，21：20，21：40，因为我在22：00上床睡觉，而我在撰写方案时没有考虑到这一点(所有这些更改都可以在这里找到)。

总而言之，我认为PVT的数据有力地表明，在实验期间，我能够控制自己的困倦程度，但我不认为可以从中得出太多其他结论。在我看来，这种解释似乎很有说服力，但我欢迎任何可能挑战它的进一步批评。

我没有把握。我不认为我有任何突变使我需要更少的睡眠，因为我通常睡眠7-8小时。我认为最合理的解释是，我的认知表现并没有受到慢性失眠的太大影响。

似乎人们对睡眠不足的反应差异很大。例如，Van Donen等人。2004年范东恩H，麦斯林G，Dinges DF。处理疲劳和表现的时间动态中的个体间差异：重要性和技巧。航空、太空和环境医学。2004年3月1日；75(3)：A147-54。(同一第一作者的另一篇论文)发现：

通过精神运动警戒任务的表现失误来衡量(13)，发现一些受试者因睡眠不足而受到的损害比其他受试者严重得多(图1，左侧面板)。因此，一些受试者似乎相对容易受到睡眠不足造成的表现障碍的影响，而另一些受试者似乎相对有弹性。有趣的是，正如调查和日常日记所保证的那样，脆弱和有弹性的人在他们认为需要或经常获得的睡眠时间上没有显著差异。这表明，易受睡眠不足影响的个体之间的差异不仅仅是由睡眠需求的差异决定的(42)。

图6.在实验室环境中，在完全剥夺睡眠的40小时内，精神运动警戒任务(PVT；左手面板)和斯坦福嗜睡量表(SSS；右手面板)的主观嗜睡分数导致神经行为表现下降(11)。星号显示最容易失眠(类型1)的8名受试者的PVT表现失误和SSS嗜睡评分；圆点显示最容易失眠(类型3)的7名受试者的数据。尽管在精神运动能力损害方面有相当大的差异，但这两组之间在嗜睡评分方面没有统计学上的显著差异。转载自Van Donen等人。2004年。

我的第二个假设得到了证实。在对照和治疗条件下，我的Guzey_arena_0表现没有差别。

我相信我的guzey_arena_0数据质量很高。我在相同的环境中参加测试，几乎总是全神贯注于测试。与PVT一样，我只在计划时间(几乎总是在计划时间的5-10分钟内)执行测试。和PVT一样，我不得不更改一些测试的时间，因为我忘了解释在实验的最后6天里我睡得更早的原因(所有这样的更改都可以在这里找到)。在一次治疗过程中，我不小心取了12个样本。我发现，当我从视频中提取数据时，我错误地计算了在那次会话中采集的样本数量，并且没有将样本12包括在数据中，因为我使用的配对样本t-test依赖于匹配的数据，而我的计划是在每次会话中恰好收集11个样本。即使当包括该样本时，控制平均值仍然不显著地高于处理平均值。

综上所述，我认为Guzey_Arena_0强烈表明在治疗条件下没有重大的认知恶化。我认为，它提供了适度的证据，表明在治疗条件下没有中度的认知恶化。我认为，这是一个微弱的证据，表明在治疗条件下根本没有认知能力的恶化。

与guzey_arena_0相反，SAT有一个绝对上限(每个部分800个)，我知道我可以接近这个上限(至少数学部分是这样)，因此创建了一个隐式的控制条件，使其不受我有意识或无意识地试图抑制我的控制性能的影响。这意味着，数学部分的分数在800分左右，语言部分的分数在700到750分之间，这是一个相当好的证据，表明认知能力没有严重恶化。

在治疗的第12天、第13天和第14天，我在SAT的(数学、语言)部分得到了(730,720)、(790,740)和(790,750)分，而在控制日得到了(710,760)、(780,760)和(750,690)分。数学部分的第一个低控制分数是由于缺乏练习和我在一道问题上陷入困境后时间所剩无几的结果。语言部分的最后一个低控制分数是因为我对连续5天参加SAT变得非常厌倦，沉浸在10分钟的思考中，不得不匆忙。

总而言之，我认为SAT的数据有力地表明，我的认知在许多方面都没有严重或中度的认知恶化，因为这项测试包括(对我来说)具有挑战性的阅读理解问题，需要快速的数学思维。我认为，它几乎没有提供任何关于轻微认知恶化的证据，因为我通常在每一节结束时都有空闲时间，我用这些时间来仔细检查我的反应，而轻微的认知恶化可能会导致我得到大致相同的分数，但剩下的时间更少了。

我完全清醒(非常粗略地)85%的时间是清醒的，10%的时间是中度困倦的，5%的时间是完全睡着的。主观上，我觉得我每天增加了2到3个小时的工作时间。

此外，我的睡眠债务似乎并没有随着时间的推移而增加。我的印象是，在急性睡眠剥夺期间，由于一个人70多个小时没有睡觉，大多数刺激都不起作用，这意味着视频游戏不再能够让人完全清醒。相反，我发现通过玩15-20分钟的电子游戏，我可以随时从“入睡”到“完全清醒”。最终，我每天大约玩30-90分钟的电子游戏。

最后，即使我没有感觉到认知能力的恶化，也没有积累睡眠债务，维持这样的睡眠时间表是非常困难的。我不得不抵制规律的睡眠冲动，有几次当我不想玩电子游戏的时候，我非常接近实验失败，有一次我在椅子上睡着了，几分钟后被我的妻子叫醒。偶尔，当我试图看看我是否能在没有电子游戏的情况下完全恢复警觉时，我会陷入一系列长达几秒钟的微睡眠。如果不是我花了这么多时间设计和公开宣布我的实验，我觉得我不可能在这14天里保持这个时间表。

在治疗第10天的晚上，我给一位朋友打了个电话，我经常和他聊天。我们花了一个小时讨论几篇学术论文的优缺点。在对话的大部分时间里，我都处于能力的巅峰状态，不得不不断地进行复杂的辩论，并在匆忙中进行大量思考，这对我的长期记忆、短期记忆、逻辑思维和说话能力造成了沉重的负担。打完电话后，我问那位朋友，他是否注意到我已经连续10天每晚睡4个小时了。他写道：

我的室友知道我的实验，他问我，在我恢复睡眠两晚后，我每晚还能睡多久，意思是说，在我不再被剥夺睡眠后，他没有注意到我的状态有任何显著的变化。我通常每天和他聊30-60分钟。

我喜欢醒着，不喜欢睡觉。因此，我发现睡眠剥夺对认知没有影响。与治疗条件相比，这可能会导致我在控制条件下不那么努力。不幸的是，我不知道如何让自己对睡眠时间视而不见。我在SAT小节中讨论了在这个实验的背景下没有失明的问题。

我关心我的认知能力因睡眠不足而发生的哪怕是最小的变化。例如，如果效果大小为“仅”0.1，我仍然关心它。然而，为了在这个实验中检测到这样的效果，我必须花费40多个小时为guzey_arena_0收集1224对观测数据。

如果我放弃PVT，只穿孔，情况看起来也不会好很多。

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