睡眠不足对警院学员快速反应能力的影响

张珈瑞，魏 毅

（1.包头市公安局石拐分局 内蒙古包头 014000；2.南京森林警察学院 江苏南京 210046）

睡眠剥夺（Sleep deprivation，简称SD）是一种较普遍的社会现象，它是指机体因环境、或自身等客观、主观方面的需要而部分或全部丧失正常睡眠量的状态，一般指在24小时中睡眠时间小于4小时。有研究表明，正常人每24小时至少要睡眠7至8小时，如果一个人正常的睡眠无法得到满足，就会出现睡眠剥夺的现象。完全睡眠剥夺和部分睡眠剥夺是根据睡眠量缺失的不同来区分，本文的研究以完全睡眠剥夺为基础（即至少持续24小时没有睡眠），大脑会进入相对疲劳的状态，主要造成大脑活动区域的偏移，各大脑皮层功能区之间的关联下降，全脑区域性唤醒水平下降。伴随睡眠剥夺的时间增加，引起个体注意力、警戒性、反应能力、决策和社会认知等认知功能的改变。

在当前大数据时代下，社会推动着越来越多的社会职业不得不面对长时间连续作业，牺牲正常睡眠周期和睡眠量，其中警察是经常存在睡眠剥夺现象的职业之一。这是因为随着社会经济的发展，治安局势错综复杂，由于公安行业职业的特殊性，民警为了维护社会稳定和打击违法犯罪，要长期处于待命状态以及面临繁重的警情，这就使得各类加班成为常态。这种繁重的加班工作，导致越来越多的人民警察得不到必备的休息，熬夜值班、牺牲自然睡眠时间进行连续作业，这必然会诱发民警出现睡眠剥夺现象。

前期的研究验证了民警快速的反应能力[1]，高效率的巡逻盘查知觉预测[2]，对各类突发事件所必须具备的搜索、识别和预判能力[3]也是衡量民警执法安全和职业素养评估的重要依据[4][5]。虽然，睡眠剥夺对作业者认知功能和反应能力存在严重损害且已经在部分睡眠不足从业人员中开展了实验论证，然而，有关睡眠不足对警员快速反应能力的影响的相关实证研究还没有展开。因此，本文从认知心理学视角出发，探索睡眠剥夺对警院学员的快速反应能力的影响。研究拟通过测试警员睡眠剥夺前、后在听觉和视觉简单反应时、选择反应时、判断反应时的变化情况，探究睡眠剥夺对警员快速反应能力的损害。引起警务管理部门对睡眠剥夺导致民警快速反应能力下降的问题的高度重视，为后期采取科学对策提供参考。对该主题的研究既是打造我国民警科学、合理、安全执法和进行警务实战的需求，也是保障公安队伍建设良性持续发展的保障。

一、实验对象

南京森林警察学院各年级学员40名作为本次研究的对象，对其进行睡眠剥夺实验，所有被试的身心健康均要符合公安部人民警察的录用标准。被试标准：

其一，身体健康，无高血压、肝肾功能障碍、心脏、大脑疾病及免疫系统疾病，无精神疾病，无吸毒史等。

其二，心理状态良好，无心理障碍和疾病。

其三，近一段时间没有重大生活变故。

其四，实验前一周不吃药、不吸烟，不饮用酒、茶、咖啡等刺激神经的饮品。

其五，实验前保持充足的睡眠以及良好的精神状态。

其六，40名实验对象必须均为自愿参加且知晓本实验的开展目的。

二、研究方法

本研究采用实验前测、后测对比研究。被试在特定的环境中展开睡眠剥夺实验，进行睡眠剥夺前、后听觉和视觉的简单反应时、选择反应时、判断反应时的实验对比研究。

实验在南京森林警察学院心理测试实验室进行。实验中安排特定的监督员和医护人员目的在于：保证实验时没有其他与实验无关的干扰因素；发现并提醒被试在睡眠剥夺实验期间不得打盹或睡觉，不食用或饮用刺激性食品；监督员要时刻保持清醒，观察被试的状态，防止被试有不良生理或心理反应，保证被试在实验期间的安全；监督员应多名，进行必要的轮流替换。被试在休息充分，精神状态良好的前提下，进行睡眠剥夺快速反应能力前测，24小时的睡眠剥夺实验后安排快速反应能力再测。为了保证实验的效果，实验期间被试不得离开监督员的视线范围（实验室），实验为被试提供必备的饮食，实验期间被试可以看电视或进行一些娱乐活动，不得剧烈运动等。实验完成后，监督人员负责送被试回寝室休息。

（一）实验一：视觉反应时测试

1.视觉简单反应时测试。手指放在“1”键上（注意不要下压），眼睛注视屏幕。当出现“+”时准备反应，一旦出现数字“6”立即按反应键“1”，要求反应又快又准。可以先进行一组练习，练习结束后点击“空格键”开始。要求：①按键后数字消失，间隔2-5秒出现“+”然后再出现数字“6”，一共出现40次，需要按键40次，按键过快判断为错误；②实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

2.视觉选择反应时测试。用优势手的食指放在键盘上（注意不要下压），眼睛注视屏幕。当出现“+”时准备反应，一旦出现数字“1”、“2”、“3”、“4”，需要根据出现的数字，在键盘上按下对应的数字反应键，要求反应又快又准。可以先进行一组练习，练习结束后点击“空格键”开始。要求：①每次按键后会出现间隔2-5秒的空屏，然后重复出现上述程序，4个数字每个数字出现10次，共40次，需要按键40次，按键过快判断为错误；②实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

3.视觉判断反应时测试。用左右手的食指放在键盘上（注意不要下压），眼睛注视屏幕，屏幕出现设置好的数字，然后出现“+”，紧接着出现数字“1”、“2”、“3”、“4”，需要根据设置的数字，判断这些出现的数字是否和设置好的数字一致，如果不一致在键盘上按“1”键，一致则按数字“3”键，要求反应又快又准。可以先进行练习，练习结束后点击“空格键”开始。要求：①每个判断后会有间隔2-5秒的空屏，数字“1”、“2”、“3”、“4”一致和不一致出现4次，共40次，按键过快为错误；②实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

（二）实验二：听觉反应时测试

1.听觉简单反应时测试。请被试端正的坐在屏幕前，手指放在“1”键上（注意不要下压），耳朵听耳机里发出的声音。当出现“+”时准备反应，一旦出现声音“滴”后立即按反应键，要求反应又快又准。可以先进行一组练习，练习结束后点击“空格键”正式开始。实验要求：①反应并按键后，声音消失，间隔2-5秒出现“+”然后再出现声音，“滴”出现40次，需要按键40次，按键过快判断为错误；②记实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

2.听觉选择反应时测试。继续上述状态，用优势手及食指放在键盘上（注意不要下压），眼睛注视屏幕。当出现“+”时准备反应，一旦耳机里出现声音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”需要根据出现的声音次数，在小键盘上按下对应的反应键“1”“2”“3”，要求反应又快又准。同样可以先进行一组练习，练习结束后点击“空格键”按钮开始。要求：①每次按键后有间隔2-5秒的空屏，然后重复出现上述程序，4个数字每个数字出现13次，共39次，需要按键39次，按键过快判断为错误；②每个声音出现的持续时间为1秒；③实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

3.听觉判断反应时测试。用左右手的食指放在键盘上（注意不要下压），发出声音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”，紧接着屏幕上出现“+”，然后出现设置好的数字，需要根据屏幕上的数字，判断“滴”出现的次数是否和设置好的数字一致，如果不一致按数字“1”键，一致按数字“3”键，要求反应又快又准。如发出声音“滴”后，出现数字“1”按小键盘上的“3”键，反之亦然。可以先练习，练习结束后点击“空格键”开始。要求：①每个反应后有间隔2-5秒的空屏，声音“滴”、“滴滴”、“滴滴滴”，一致和不一致各出现6次，共36次，按键过快为错误；②实验要求正确的基础上按键反应，记录反应时间。

三、实验结果

（一）警员睡眠剥夺前、后视觉快速反应变化测试结果

图1 视觉快速反应测试结果

SD前视觉简单反应时为281.11±29.727，SD后视觉简单反应时为334.59±33.019，t=-11.93 p＜0.001，睡眠剥夺前后被试视觉简单反应时具有极其显著性差异。SD前视觉选择反应时为389.22±25.712，SD后视觉选择反应时为410.07±32.78，t=-6.985，p＜0.001， 睡眠剥夺前后被试视觉选择反应时测试结果具有极其显著性差异。SD前视觉判断反应时为413.78±35.92，SD后视觉判断反应时为461.13±41.2，t=-5.736，p＜0.001，睡眠剥夺前后被试视觉判断反应时测试结果具有极其显著性差异。警员睡眠剥夺前、后视觉快速反应测试结果见图1。

根据上图可知，警员视觉简单、选择反应时和判断反应时在睡眠剥夺前后测试p值均小于0.001，这说明睡眠剥夺后被试视觉简单、选择反应时和判断反应时测试结果均出现明显下降，差异均具有极其显著性意义。

（二）警员睡眠剥夺前、后听觉快速反应变化测试结果

SD前听觉简单反应时为389.22±26.987，SD后听觉简单反应时为408.01±18.368，t=-7.227，p＜0.001，睡眠剥夺前后被试听觉简单反应时具有极其显著性差异。SD前听觉选择反应时为433.67±17.659，SD后听觉选择反应时为453.41±21.399，t=3.909，p＜0.01， 睡眠剥夺前后被试听觉选择反应时测试结果具有高度显著性差异。SD前听觉判断反应时为450.89±18.136，SD后听觉判断反应时为472.41±22.089，t=-5.044，p＜0.001，睡眠剥夺前后被试听觉选择反应时测试结果具有极其显著性差异。警员睡眠剥夺前、后听觉快速反应测试结果见图2。

图2 听觉快速反应测试结果

根据上图可知，警员听觉简单、选择反应时和判断反应时在睡眠剥夺前后测试p值均小于0.001，这说明睡眠剥夺后被试听觉简单、选择反应时和判断反应时测试结果均出现明显下降，差异均具有极其显著性意义。

四、分析与讨论

（一）分析

本研究发现，与SD前相比，SD后警员视觉和听觉反应能力明显下降。这是因为在通常情况下，人在面对突发事件时处于应激状态，某些感觉器官被刺激，大脑处于紧张的兴奋状态，大脑神经中会产生多巴胺，这一化学物质将兴奋冲动信息沿传入神经传到中枢，沿着传出神经，把中枢所发出的兴奋冲动传到相应的肌肉群，肌肉根据刺激的特点与要求，做出相应的反应回答[6]。然而，如果睡眠缺失，人的大脑皮质会出现氧供应与氧消耗失衡，出现血氧供应不足，这时就会影响神经中多巴胺的分泌，大脑神经各区域连接性下降，兴奋信息传导受到抑制，降低了注意力的集中性和持续性，导致肌肉对外界的反应力下降，从而对人体的快速反应能力造成直接影响，尤其在对那些需要持续关注才能完成的任务的视觉和听觉反应上最为直观。

在视觉反应中，个体由枕叶接收视觉信号，传至前额作分析、判断以及处理，之后由前额做出决定，传送至顶部[7]。SD后，长时间视觉注视会引起视觉疲劳，视觉敏感性和聚焦能力下降，视觉刺激激活程度降低，视觉刺激编码转译至注意反应编码的神经环路可能出现了损害，信息加工处理速度和灵敏程度受到阻碍，从而在一定程度上损害了被试的视觉注意的表现（即作业绩效）[8]，最终导致视觉反应时间延长，甚至出现注意瞬脱。

在听觉反应中，大脑在对外部环境的听觉刺激进行加工处理和应答时，首先对由感觉器官传入的刺激信号采用一定的规则，进行信息编码，然后再进行相应的信息加工处理。个体在睡眠剥夺状态下，接收到的刺激信号相对于正常状态的刺激来说可加工信息内容出现匮乏，大脑对其处理和应答程度相应的出现速度下降。同时，睡眠剥夺后的脑疲劳现象的出现，意味着大脑中枢神经在信息编码上的高级处理功能的损害，而这种损害集中地反应在前额叶的活动机能减弱上[9]，导致相关声音信号处理功能区域相位相干性的降低，造成了听觉刺激信息传递的不同步性，以至造成听觉反应相较于SD前的迟缓。

总之，警员在24小时SD后，警员的大脑出现了脑疲劳，这会诱发警员大脑神经中多巴胺的分泌减少，降低注意的持续性以及反应的灵敏性，导致认知信息加工功能紊乱，视觉和听觉的注意力无法集中，出现视觉和听觉快速反应能力下降。

（二）讨论

上述实验结果充分说明：警察学院学员在睡眠剥夺下，可能会出现视觉和听觉注意力变得狭窄、反应迟钝、感官效应降低等行为，致使学员视觉和听觉信息加工受损，视觉和听觉快速反应能力下降的行为反应；睡眠剥夺使得学员处于脑疲劳状态，认知信息加工能力受到损伤，大脑的视觉和听觉快速应答能力下降行为。研究结果说明24小时睡眠剥夺后警员视觉和听觉简单、选择、判断反应时和准确率快速下降，这提示警员的视觉和听觉快速反应能力受到损害。

睡眠不足对视觉和听觉的快速反应能力损伤会导致警院学员对外界刺激无法及时接受、预估和判断，进而不能在最佳时刻有效处理并做出正确决策，不但使自己处于为难或危险的境地，甚至危机到生命安全。对于警院学员来说，在实习工作中，常常面对和正式民警同样的勤务工作，如巡逻盘查、处理各类案件，大型安保安检活动等，必要时甚至不断连续加班和执行夜间勤务活动，睡眠不足自然成为了常态。然而，由于学员警务实战及执法经验有限，在实习期间，如果无法对突发事件或潜在危险有效识别甚至做出快速反应以实现安全应对，这对警院学员就可能成为一个极其明显的安全隐患。因此，该研究结果为我国警察睡眠不足下执勤及实战等执法工作中快速反应能力下降提供了科学依据，应该引起公安管理部门在警员工作中睡眠不足的危害及睡眠时间的科学化安排的高度重视。

五、研究展望

本文研究结果能为我国公安管理和实战部门重视合理安排工作时间、保证警察科学充足的睡眠、保障其有良好的认知状态能够在面对突发危急事件时及时做出正确的反应提供参考意见。这不仅有利于保证警察自身生命安全，而且也有利于达到快速、依法、安全的执法目的。

当前，该主题的研究只是在特定条件下模拟的实验研究，与实际情况的生态学效度可能还具有一定的差距，希望未来的相关研究在一线在职民警中直接展开。在未来研究中，应该更加深入开展生态学模拟实验研究，探索我国不同睡眠剥夺类型对不同年龄段的人民警察的认知信息加工能力的影响。相关主题研究将为保证我国人民警察充足休息提供必备原因证据，也为睡眠不足对我国民警依法、安全、快速决策的危害提供科学性的参考依据和证据。

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