睡眠不足会让人更自私？

人类会选择互相帮助，智人的这一基本特征是塑造现代文明出现的最强大力量之一。但是，是什么决定了人类是否选择互相帮助呢? 通过3个重复研究，研究者在3个不同的尺度上(个体内、个体间和社会间)证明，睡眠不足是一个以前未被认识到的因素，决定了人们是否选择互相帮助。首先，在个人层面上，一晚睡眠不足会触发一个人对另一个人帮助的停止。此外，功能磁共振成像结果显示，人类帮助的停止与促进亲社会行为的社会认知脑网络中关键节点的失活有关。其次，在群体层面上，连续几个晚上的睡眠减少预示着第二天在日常互动中选择帮助他人的相应减少。第三，在全国范围内，研究者通过对300多万份慈善捐款的分析，证明了夏令时带来的1小时的睡眠机会的损失减少了现实世界中通过捐赠行为实现的利他帮助。因此，睡眠不足是决定人类是否选择互相帮助的重要影响因素。考虑到人类在维持合作、文明社会方面的帮助的重要性，再加上许多第一世界国家的充足睡眠下降的报道，这种影响的影响可能不容小觑。

1.简介
相互帮助是智人的一个显著特征，是塑造现代文明出现和保存的基本力量。在社会的各个阶层中，帮助的普遍性是显而易见的。从全球政府对政府的一揽子援助计划(例如，2004年印度洋海啸后的国际援助)，到全国范围的认捐运动(例如，2010年海地灾难)，再到个人无私地给陌生人捐钱或献血，帮助的表达是丰富和普遍的。以至于这一基本行为已经扩大为一个清晰而庞大的帮助经济，2019年美国的慈善捐赠达到4500亿美元;占国内生产总值5.5%的价值。在英国，2017年和2018年向慈善机构捐赠了100亿英镑。事实上，在美国、欧洲和亚洲，超过50%的人在过去一个月里曾向慈善机构捐款或帮助过陌生人(世界捐赠指数)。

因此，人类的帮助在全球范围内是丰富的，在不同的社会中普遍存在，范围相当大，经济规模很大，后果严重，而且经常发生。

人类相互帮助的动机驱动与一系列潜在因素有关，从进化力量(例如，亲缘选择和互惠利他主义，偏向于帮助亲近的其他人)、文化规范和期望(例如，个人主义与集体主义文化)到社会经济因素(例如，助人在大城市相对于农村地区不太常见])以及人格特征(例如，个人共情)。

然而，最终，帮助他人的决定行为涉及到人脑。各种各样的亲社会帮助行为持续地涉及一组被称为社会认知网络的大脑区域。该网络由内侧前额叶皮层(mPFC)、颞中上沟、颞顶交界处(TPJ)和楔前叶组成，在考虑他人的精神状态、需求和观点时被激活，并主动选择帮助他人。相反，该网络关键区域的病变会导致获得性社会病，与共情缺失和同情心帮助的退出有关。

然而，睡眠不足是否可能是决定人类是否互相帮助的另一个重要因素，与社会认知大脑网络中的潜在损伤有关，这一可能性仍不清楚。有几条证据支持了这一预测。首先，睡眠不足会损害情绪处理，包括情绪识别和表达的缺陷，同时反过来增加基本情绪反应，进一步与反社会行为有关 (如人际冲突增加和对他人信任减少)。其次，睡眠不足确实会减少社会认知大脑网络中许多区域的活动，并破坏它们之间的功能连接，包括mPFC、TPJ和楔前叶。

基于这一首要假设，研究者在这里测试了睡眠不足在神经、个人、群体和全球社会层面损害人类帮助的预测。更具体地说，研究者测试了是否:(i)在个体内部，一晚的实验性睡眠缺失会降低帮助他人的基本愿望，当考虑到其他个体时，这种潜在的神经机制与社会认知大脑网络中的活动受损有关(研究1)，(ii)在微观纵向研究中，每晚睡眠的波动会导致第二天利他行为和帮助他人的愿望相应下降(研究2)，(iii)在大规模的国家水平上，在使用夏令时(DST)的情况下，1小时的睡眠机会的损失，会损害现实世界中大规模、社会层面的利他行为行为(研究3)。

2.结果
简而言之，研究1涉及24名健康成年参与者，他们参加了一项平衡的交叉实验设计，在两种条件下:一晚睡眠和一晚睡眠不足。在每种情况下，参与者都要完成一份标准化的帮助问卷，以及在功能性核磁共振扫描期间完成的一项社会认知任务。研究2采用了微纵向设计，共评估了136个个体。参与者在自由生活条件下连续4天完成帮助问卷和睡眠日记。最后，研究3评估了在每年向DST过渡期间的大规模利他捐赠行为，分析了2001年至2016年期间美国的300多万份慈善捐赠。

符合第一个假设,参与者在研究1显示了帮助别人的渴望显著减少，在睡眠不足的情况下 (见图1和S1数据)。

这种睡眠不足的影响在参与者中也是一致的，比如78%的人表现出帮助他人的意愿下降。在控制了个体情绪变化和任务评估动机努力的变化后，对睡眠不足的帮助仍然显著不足。此外，助人中的睡眠缺失障碍与共情特质水平无显著相关。因此，睡眠不足对助人的亲社会行为的有害影响似乎不能简单地用情绪状态的变化、努力的意愿或个人的同理心来解释。

有趣的是，考虑到亲缘选择理论，睡眠不足导致的中断帮助行为是显著的，无论环境涉及到帮助陌生人还是帮助熟悉的人，对睡眠损失的负面影响无显著差异。因此，睡眠损失导致的帮助行为的减少在不同的环境中普遍存在。这表明，与需要帮助的个体的人际关系熟悉(例如，朋友对陌生人)似乎并没有赋予免疫力，以减少与睡眠不足相关的利他行为的愿望，这表明睡眠不足对亲社会行为的广泛、不加区分的影响，这一影响并不局限于特定的环境。

接下来，研究者检查了与睡眠剥夺引起的帮助选择减少相关的潜在神经变化。功能磁共振分析先验地关注社会认知网络，因为它与亲社会行为有关。与睡眠-休息状态相比，睡眠不足与社会认知网络中任务诱发活动的显著减少相关(见图1B)。此外，睡眠不足导致的社会认知网络活动损伤的程度预示着参与者帮助他人的意愿相应下降，例如，区域脑损伤越大，睡眠不足时帮助他人的意愿减少越多(见图1C)。

图1 实验室内研究1
值得注意的是，这些影响是特定于社会认知脑网络的，没有其他标准功能脑网络表明与睡眠不足或帮助行为相关。帮助的变化与突出网络内的活动之间也没有关联，而突出网络已知支持共情和社会情绪功能。此外，睡眠剥夺后观察到的社会认知网络活动的变化与注意力和努力的变化以及特质共情得分无关，也不能最好地解释。最后，当考虑到睡眠缺失状态下积极情绪和消极情绪的变化时，与睡眠缺失相关的社会认知网络活动变化仍然显著。

为了验证第二个实验预测，研究2试图确定除了实验性睡眠缺失之外，生态上适度的睡眠每晚变化是否会导致次日帮助他人意愿的相应变化，该研究在同一个体中连续数天进行跟踪(N = 136,441次观察)。在这里，研究者分析了个体间的自我报告的睡眠时长和睡眠效率(即研究期间的平均睡眠时长/效率，人与人之间的效应)，以及个体内的睡眠时长和睡眠效率，考虑了每个人与自己平均值的偏差。因此，研究2与研究1的不同之处在于，研究1涉及实验室控制的睡眠操作，这是因果关系(睡觉与不睡觉)，而研究2代表了一种更类似于自由生活条件的范式。具体来说，研究2让人们在没有任何实验操作的情况下，坚持自己的睡眠时间表和睡眠时间。

与实验预测相符的是，夜-夜睡眠效率越差，第二天助人意愿越低，反之亦然(见图2和S2数据)。帮助他人的减少在个体之间(除了个体内部)也很明显，总体而言，较差的睡眠效率与帮助他人意愿的降低相关。这些影响是显著的，独立于睡眠量的变化，在考虑特质共情得分和每日情绪变化时仍然显著。这样的研究结果表明，无论是在个体之间，还是与一个人自己的习惯性睡眠状况相关的睡眠质量差，都会显著而有力地减少亲社会帮助。与以往将睡眠不足与几种不同的亲社会行为联系起来的研究不同，习惯性睡眠量与个人的助人意愿之间没有明显的联系。

图2 微尺度纵向研究

一个人前一天是否帮助过别人，可能会改变他们第二天帮助别人的倾向。为了验证这种可能性，对统计模型进行了调整，纳入了前一天的帮助选择程度。当考虑到先前的帮助选择的程度时，夜间睡眠效率较差仍预示着翌日帮助意愿的降低。因此，一个人最近的帮助选择历史似乎没有显著影响睡眠不足对随后的未来帮助的影响。

研究3评估了实验预测，即损失1小时的睡眠机会会减少现实世界中更大社会层面上的利他帮助行为。该预测使用了DST的操作方法进行了检验，该方法先前用于检验睡眠不足对交通事故、心血管事件和心理健康方面的影响。通过评估2001年至2016年美国的300多万份慈善捐款，对现实世界的利他帮助进行了量化。在观察美国各州，分析的重点是每年春天过渡到夏令时期间的捐款。为了避免捐赠金额随季节显著变化的混淆(见方法和S2图)，分析仅限于每年夏时制转换前后的月份(即自2007年以来3月第二个星期日前后的4周，或在此之前4月第一个星期日)。

与实验预测相符的是，与过渡到夏令时之前或之后的几周相比，过渡到DST与捐出金钱(捐款)的利他决定显著减少相关(见图3和S3数据，所有模型控制捐赠日、月、年，见方法)。作为参考，睡眠效应的大小代表捐赠金额大约减少10%。

图3 线上捐赠行为研究3

夏令时过渡前后的几周与同期的其他任何一周相比，捐赠金额均无显著变化。因此，一周到下一周捐赠金额的特殊差异似乎并不能最好地解释特定的人类捐赠礼物行为的减少。

另外三个对照分析试图检查一年中的时间对捐赠金额的非特异性影响，这与睡眠机会的变化无关。第一项分析调查了来自美国不实行夏令时的州(如亚利桑那州和夏威夷州)的捐款。这一分析确定了夏令时过渡期间是否有某种独特的东西，而不是伴随它而来的睡眠机会的减少，这可能是捐款减少的另一种解释。与这种替代可能性相反，在夏令时过渡周期间，没有经历时钟变化从而睡眠机会减少1小时的状态下，没有观察到捐赠量的显著差异(参见方法和S3图)。

第二个对照分析检查了捐献量是否在秋季回归标准时间(ST)前后的几周内有所变化，在这个时间睡眠时间没有减少。值得注意的是，由于获得额外一小时睡眠的机会可能并不总是被利用，在证明有益的睡眠效果方面，向ST的过渡一直较弱或不显著。同样，ST转移的周没有显著改变平均捐献数量，相对于那个时间段的其他任何周。

最后的对照分析检查了捐赠的数量是否可能不受1小时睡眠机会的损失影响，而是受1小时可用的捐赠机会的损失影响(考虑到夏令时过渡的那天技术上是23小时的一天)。当考虑到捐赠数量(反映了可用于捐赠的时间减少)时，结果与之前一样:与周围月份相比，在夏令时过渡的一周内，利他捐赠行为显著减少。同样地，当添加捐赠数量的协变量时，向ST的转变与原始结果一样仍然不显著。

讨论
综合来看，这三项研究的结果都表明，睡眠不足(无论是数量还是质量)是一种影响人类是否愿意互相帮助，以及是否选择互相帮助(通过现实世界的利他行为)的退化力量，这在三个不同的社会尺度上可以观察到:个体内部、个体之间和全国层面。

研究1不仅确定了睡眠不足对帮助他人的基本欲望的因果影响，而且进一步描述了与这种帮助减少表现型改变相关的中枢潜在大脑机制。具体来说，睡眠不足显著且选择性地减少了社会认知大脑网络 (见图1B)的关键节点的活动，这些节点通常与亲社会性相关，包括对他人精神状态、情绪和个人需求的看法。因此，睡眠不足导致的神经系统损伤是解释帮助欲望和提供帮助的决定行为相关的退出的一个新途径。

值得注意的是，研究1中使用的神经成像任务关注的是推断他人个人属性的亲社会技能，这是一种强有力地激活社会认知网络的范式。在行为上，这种范式需要理解其他个体的精神状态的中心行为。此外，该功能形成了推断他人需求和目标的基础，并由此做出帮助他人的选择。因此，fMRI任务评估的是在理解他人精神状态的行为过程中社会认知网络中的活动，而不是针对可能导致与奖励杠杆选择相关的活动偏误的公开激励帮助。尽管如此，下一步的评估需要明显的利他决策(例如，捐钱帮助有需要的人)将更好地阐明睡眠不足对包括奖励信号在内的激励性亲社会帮助过程的神经影响。

考虑到睡眠不足对帮助他人的影响，非社会因素的变化，如注意力或努力，或情绪或同理心的情感测量的变化，也可能影响帮助他人的愿望，这是合理的。然而，协变量分析表明，当控制情绪、努力、注意力和特质共情的变化时，睡眠剥夺后的帮助行为障碍仍然显著。具有类似特异性的是，只有社会认知大脑网络中与任务相关的活动变化，而没有评估其他功能网络，预测了帮助选择的变化，进一步表明，睡眠剥夺引起的社会认知网络活动的变化可能是观察到的利他帮助欲望的变化的最佳解释。

与之前的报告显示的睡眠量对社会行为的有害影响一致，研究1表明，一个晚上完全缺乏睡眠会不经意地削弱帮助他人的愿望，也就是说，有一段时间的睡眠时间对于这种亲社会的特征是必要的，没有它，帮助行为就会明显地退缩。然而，研究2的发现增加了这种叙述，强调一个人的睡眠质量(这里是睡眠效率)与第二天拒绝帮助的行为有着相似且紧密的联系。因此，研究2的发现表明，一旦睡眠时间超过了某个基本的名义值(研究2完成了，但在研究1中被阻止了)，那么睡眠质量就能最准确地预测第二天的利他欲望，这一发现与与睡眠质量差相关的社会情感功能的其他损伤相对应。

研究1和2进一步证明了睡眠对亲社会帮助的影响是双向的。具体来说，睡眠不足不仅减少了人们的帮助，而且当充足的睡眠(重新)建立起来时，帮助他人的愿望也会重新建立起来。这种定向效应在研究3中也很明显，向DST的过渡削弱了捐赠金额，但返回ST后的影响不具有统计学意义。与夏令时相比，夏令时相对于睡眠时间的效果更强(这在许多评估功能与帮助不同的研究中都是一个共同特征，一个看似合理的原因是，与夏令时导致的睡眠机会损失相比，在转入睡眠时间后，人们并不总是会选择多睡一个小时。另外，众所周知，与相位提前(更类似于夏令时转换挑战)相比，在相位延迟(更类似于与切换到夏令时相关的相位移)后，个体遭受的睡眠中断更少。这种适应上的差异也可能是解释夏令时过渡后利他帮助相对于夏令时过渡所观察到的更大效应大小的一个附加因素。

研究3对研究1和研究2进行了补充和扩展，证明睡眠时间减少1小时不仅与帮助他人的意愿降低有关，而且与通过捐款方式帮助其他有需要的人的决定受损有关。具体来说，睡眠不足的影响表现在现实世界中利他帮助行为的减少，这可以从全国范围内(美国)慈善捐赠的相应行为的减少中得到证明。因此，与研究1中关于睡眠的因果实验操作相似，研究3对缺乏睡眠机会如何改变随后的帮助行为(无私的捐钱)进行了因果评估。也许最关键的是，这种对现实世界后果行为的影响不是通过极端的、不太常见的完全睡眠剥夺，而是社会上普遍的1小时睡眠缺失，一晚上。事实上，向夏令时的转变一直被证明会导致总睡眠时间减少40到60分钟，同时由于睡眠碎片化的增加，睡眠效率降低了10%。

研究3的研究结果还表明，与睡眠不足相关的拒绝帮助并不依赖于与那些需要帮助的人的直接个人互动，因为这种捐款礼物缺乏人际或面对面的接触。因此，不能合理地解释睡眠不足的人只是希望独处，因此避免与社会接触，使他们在身体上无法得到帮助。相反，研究3的数据表明，社会情绪功能受损的表现型更广泛、更内在，这种表现型不依赖于实际的社会互动。

虽然研究者的研究发现，睡眠不足是一个以前未被认识到的因素，影响着人类在许多文明互动水平上提供或拒绝帮助，但相反地，它们强调了充足的睡眠是促进更多帮助的可修改因素。这与更固定的特征形成对比，如人格特征或更广泛的文化法令，这些可能难以作为促进亲社会行为的干预方法。因此，帮助个人、社区和社会获得充足睡眠的干预措施和/或政策可能会导致人类以更敏捷和一致的方式互相帮助，符合穆罕默德·阿里手稿开头所列的原始主张。

方法简述
4.1 研究1实验设计
成功完成筛选后，参与者进入一个随机交叉研究设计，包括两个阶段，以平衡的顺序进行:一个在休息一晚后，一个在剥夺24小时睡眠后。参与者被随机分配到睡眠剥夺或睡眠休息阶段开始，然后是交叉阶段，间隔至少7天。在进入研究之前，在任何睡眠操作之前，参与者完成了人际反应指数(IRI)，以衡量个体间的共情差异。

在每个session中，在早上(上午9点到11点之间)使用帮助行为问卷(详见下文)评估帮助行为。此外，使用积极和消极影响量表(PANAS)在每个阶段测量两次情绪状态，第一次是在任何睡眠操作前的晚上(晚上8点到10点之间)，第二次是在两个睡眠阶段之后的早上(上午8点到9点之间)。

在睡眠剥夺阶段，参与者在晚上9:30到达实验室，并在强制清醒期间由训练有素的人员持续监测。在睡眠剥夺期间，参与者进行了一系列有限的活动，如学习、上网、阅读或看电影。第二天早上大约10点(45分钟)，参与者在扫描仪中进行社会判断fMRI范式(详情如下)。在睡眠-休息阶段，参与者在晚上7点到达实验室，准备进行动态脑电图(EEG)多导睡眠描记术记录，之后他们被送回家睡觉，以便进行更自然的测量。第二天早上，参与者返回实验室并被移除电极。然后，参与者在相同的昼夜节律时间开始进行与上述睡眠剥夺条件下相同的活动。

4.2 研究2实验设计
招募后，参与者被要求完成有效的每日睡眠日记(见S1文本中的表F)，对他们连续四个晚上的睡眠进行量化。第二天，参与者完成了一项关于帮助行为的评估，使用的是上文描述的研究1中使用的帮助问卷的简短形式。简短的版本包括10个社交项目，描述了请求帮助的情况，以随机的顺序排列，并平衡了熟悉度，在每天的调查中，来自陌生人和熟悉的人的请求是相同的。每个调查日都包含不同版本的简短问卷，描述不同的社会场景。与研究1类似，该量表的信度测量也很强(。研究2的纵向性质进一步允许在该样本中检验测试-再测试信度，在调查的第一个连续天为0.79，第2至3天为0.78，第3至4天为0.72。

为了衡量与睡眠相关的帮助行为，这项调查只在早上的特定时间窗口(当地时间下午1点之前)在线提供，参与者被要求在尽可能接近他们起床时间的时候完成调查。除了帮助行为这一关键结果变量外，研究者还使用上述PANAS短问卷在每天的调查中收集情绪测量。最后，在研究开始时使用IRI评估特质共情，如study1中所述.

4.3 研究3
研究3验证了一个预测，即(由于夏令时)减少1小时的睡眠机会会导致在现实世界中帮助行为的大规模减少。数据来自于美国2001年至2016年捐赠的在线数据库，通过DonorsChoose网站获得。DonorsChoose是一个帮助美国学校项目筹集资金的平台(例如，购买书籍，为科学项目获得用品)。

共有6,211,956份捐赠可供分析，包括捐赠者位置、每次捐赠的时间戳和每次捐赠打算资助的项目的信息。如果捐款不包括关于日期/时间或捐助者所在地的信息，或用于最终没有获得资助的项目(例如，在达到资助目标之前就过期的项目，或在下载时仍然没有获得资助的项目)，则将其排除在进一步的分析之外。对持续时间少于一天的项目的捐赠也被排除在外，以考虑随着时间推移捐赠行为的更稳定的预测因素(包括可能的睡眠影响)。

参考文献：Sleep loss leads to the withdrawal of human helping across individuals, groups, and large scale societies

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