在德国科隆市的一个地下实验室中，科学家和志愿者们正探索应对太空旅行中的最大挑战之一，即如何帮助宇航员睡得更香。这个实验室的墙壁都是白色的，没有任何窗户或海报，灯光被严密遮住。房间里只有一张单人床、一台电脑、一张令人感到不安的外星风景画，上面绘制着巨大的开花植物以及怪异的未来太空列车。
天花板上固定着摄像头，可以监控室内志愿者的每个动作。这里似乎与外部世界隔绝了，无法知道外面到底是白天还是黑夜。里面的人会觉得与现实脱节，甚至让人觉得仿佛置身于地球之外。
然而，这恰是德国航天局DLR的设计人员想要达到的目的。对于科学家和物理学家来说，这个名为Envihab的实验室是测试太空飞行对人体影响的完美环境。这里的最新实验包括研究缺少睡眠对人体的反应。对于国际空间站上的宇航员来说，睡眠的确是个大问题。研究员爱娃-玛利亚·埃尔门霍斯特（Eva-Maria Elmenhorst）说：“从原则上说，宇航员们可以获得充足睡眠，每晚约睡8个小时。但实际上，大多数宇航员每晚只能睡五六个小时，这是不够的。”
图1：志愿者们待在这间没有窗户、被粉刷成白色的房间中
若是没有充足睡眠，许多人白天会打不起精神，只能依赖于咖啡等饮料。巧合的是，在我（本文作者理查德·霍林汉姆（Richard Hollingham））与埃尔门霍斯特聊天时，为了赶上当然前往德国的航班，我是早上4点15分起床的。但我的工作相对轻松，只需询问她几个简单问题，并记录答案。而宇航员们则不同，他们以时速2.7万公里的速度围绕地球飞行，生活在距离寒冷真空只有几厘米的空间中。任何错误的决定、疏忽或者走神都可能攸关着他们自己和其他宇航员的生死。想象下，他们需要精确对接数吨中的航天器，但却每天只能睡5个小时。
然而要想在太空中睡个好觉并不容易，那里没有床和枕头，宇航员只能被绑在墙上睡在睡袋里。埃尔门霍斯特称，还有很多因素影响宇航员睡眠，比如孤独感、每隔90分钟1次日出以及国际空间站中喧嚣的通风系统等。很多时候，宇航员们必须轮班监测实验或应对来访的补给船。
为了调查缺少睡眠会对宇航员的表现造成何种影响，埃尔门霍斯特的团队对部分有偿志愿者进行了睡眠剥夺实验。她说：“我们想要找到缺少睡眠对认知功能的影响，以及为何有些人能够更好地应对。”除了宇航员外，埃尔门霍斯特还希望这项研究能帮助地球上的轮班工人或其他人，比如医生和护士，他们经常存在睡眠不足的问题，同时需要长时间工作，并需要做出生死攸关的决定。埃尔门霍斯特表示，仅在德国，大约有16%的人需要定期轮班工作，他们往往从事非常关键的工作，根本无法获得8个小时的充足睡眠。
图2：像卢卡斯这样的志愿者需要始终保持清醒，并尝试执行复杂的任务
参加埃尔门霍斯特实验的志愿者需要执行一系列日常任务，包括记忆训练、反应时间测试以及重复性的电脑游戏。在连续5天晚上，他们只被允许睡5个小时。其次，在不得不保持清醒的情况下连续煎熬38个小时后，他们可以得到8个小时的恢复时间。医生会利用特定的帽子监控志愿者们的大脑活动，这个帽子上有许多电极，可以采集血液样本，并进行MRI扫描等。
埃尔门霍斯特说：“我们对大脑中控制睡眠的机制很感兴趣。即使1晚上没有睡觉，我们也可以看到人体内的荷尔蒙发生变化。”对于这些志愿者来说，参加试验的主要动机就是为了获得金钱补助。在为期2周的试验中，他们需要坐着看电视和聊天，但这显然比他们想象的更加困难。
参加试验的学生卢卡斯（Lucas）说：“保持清醒很困难，总是有人在阻止你入睡。”另一名志愿者马格达莱纳（Magdalena）表示：“我们唯一能做的事情就是互相交谈、看电视或玩电脑。总是有人在说：马格达莱纳，你醒了吗？马格达莱纳，醒醒！”
图3：在国际空间站上，宇航员们必须被绑在墙上入睡，而且没有枕头可用
为了确保志愿者们不打瞌睡，他们时刻受到研究小组成员的监控，这些人坐在闭路监视器后面观察他们。如果有志愿者的眼睛闭上太久，研究人员就会尝试唤醒他们。随着时间流逝，卢卡斯开始意识到，自己的记忆和敏捷性都受到影响。他说：“我注意到，我们在测试中的表现越来越糟。我现在正尝试尽可能多地获得睡眠，可能不会再熬夜复习功课。”
研究人员发现，在精神表现像预期那样下降的同时，志愿者们身上更是出现了令人不安的生物学变化。埃尔门霍斯特说：“我们已经证明，连续5天、每天只睡5个小时，会导致体内葡萄糖代谢变慢，荷尔蒙水平也会发生变化。”这与其他类似研究结论差不多，定期轮班工人患糖尿病和高血压的比例更高。
埃尔门霍斯特实验的终极目标是为宇航员制定更合理的日常时间表，以防他们感觉太累。由于长期持续性的任务变得越来越普遍，人类走向太空文明过程中，确保宇航员获得足够睡眠变得比以往更重要。
当我与埃尔门霍斯特聊天时，最新的志愿者团队刚刚离开Envihab实验室。具有讽刺意味的是，埃尔门霍斯特自己也受到缺少睡眠的困扰。她承认：“大多数时候，我不得不在早上5点起床开始研究，而且这对我的认知功能也产生了负面影响。”