综述：梦幻居所：睡眠环境如何影响成人睡眠健康——一篇叙述性回顾

本综述系统探讨了成人睡眠环境对睡眠健康的多维度影响，涵盖了噪音、夜间光照（LAN）、屏幕使用、温度调节、人体工程学设计、嗅觉刺激及智能睡眠监测等关键因素。文章强调了环境优化对睡眠质量（如睡眠效率、N3期和REM睡眠）的促进作用，并指出不良环境可能加剧睡眠障碍（如失眠、睡眠呼吸暂停OSA）。作者团队结合最新证据提出了实用建议（如 melanopic EDI≤10 lux睡前光照控制、温度区间17-21°C），为临床实践和健康生活方式提供了科学依据。

　　

ABSTRACT

充足、高质量且适时（well-timed）的睡眠对健康及生理、认知和情感功能至关重要。历史上，环境因素（如其他生物的威胁）可能限制了睡眠。较新的睡眠干扰源包括现代工作日程、气候变化、光污染和噪音污染。受这些进化新趋势的影响，临床和亚临床睡眠问题如今影响着数十亿人。此外，尽管环境易于改善，但在最需要身体恢复的场所（如医院），环境却往往不利于健康睡眠。本文回顾了一系列影响睡眠的环境因素，包括噪音、夜间光照、屏幕技术使用、温度、人体工程学、嗅觉刺激、运动、其他生物的存在、新环境睡眠以及睡眠监测设备的使用。随后简要讨论了“智能”睡眠环境的潜力，这些环境试图根据实时睡眠数据修改睡眠条件以增强睡眠。最后，我们提出了改善睡眠环境的实用选项建议以及未来研究的建议。

1 Introduction

规律、充足、高质量的睡眠使个人和社会整体得以蓬勃发展。睡眠对大脑和身体其他部位的健康和功能具有明确作用，且睡眠健康与总体健康存在双向关系——睡眠健康下降会引发总体健康恶化，反之亦然。此外，睡眠不仅影响个人，还影响我们彼此之间的关系。

为了理解睡眠健康在总体健康中的作用，我们必须能够定义和量化睡眠健康。在Daniel Buysse教授的开创性文章催化下，科学家和临床医生越来越多地将睡眠健康概念化为一个多维结构（图1）。Buysse最初的睡眠健康概念包括睡眠-觉醒健康的可量化维度，即规律性（Regularity）、满意度（Satisfaction）、觉醒期间的警觉性（Alertness）、时间（Timing）、效率（Efficiency）和持续时间（Duration），他将其缩写为RuSATED。他选择这些维度是因为它们（1）独立与慢性疾病风险和全因死亡率相关，（2）相互交互，以及（3）累加预示健康变化。

每个睡眠健康维度都可能受到环境的限制，且在某种程度上，我们的环境正在以可能阻碍睡眠的方式演变。可见光谱中的光照在睡眠期间暴露会延迟睡眠并降低其质量，卫星数据显示，夜间人造光（LAN）正在扩散和增强。此外，随着人口持续增长，未来极地地区居住人数可能会小幅增加，夏季每日光周期严重侵入睡眠期。

噪音超过某些阈值会损害睡眠质量，阻止从觉醒到睡眠的过渡，使睡眠变浅并促进觉醒。人为噪音随着人口增长而增加，许多地方现在超过了推荐的噪音阈值。

个人资源（如可支配收入）和社会因素（如地缘政治）影响个人决定居住地点的能力。与睡眠相关的环境变量（如LAN、噪音污染和感知安全性）在社区之间差异巨大，可能导致睡眠和总体健康的社会经济梯度。在最严重的情况下，人们生活在“睡眠沙漠”中，条件完全不利于健康睡眠。此外，随着气候变化，睡眠健康可能更加不平等，因为只有部分人能够逃避直接的热威胁以及间接改变睡眠期间热环境的后果（如电力短缺阻碍温度调节技术的使用）。一些导致气候变化的排放物也导致空气污染，可能以多种方式干扰睡眠。

最后，一些本应最支持健康的场所却不利于良好睡眠。大多数医院就是如此，健康睡眠对患者良好结局至关重要。患者睡眠受到各种刺激的干扰，如监测和治疗程序，这些有时每小时发生超过10次。重症监护病房（ICU）的24小时平均噪音水平可能超过50 A加权分贝（dB(A)），且噪音与该环境中的睡眠觉醒相关。ICU中的LAN强度也常常高于共识指南，因此ICU中睡眠抱怨常见不足为奇，许多患者睡眠结构异常，睡眠-觉醒节律不规律。值得注意的是，睡眠问题通常在ICU出院后持续数月，并与患者健康轨迹相关。

有一些优秀的综述文章讨论了单个环境变量（如LAN、噪音、热环境和技术屏幕时间）如何影响睡眠。然而，据我们所知，文献缺乏综合这些主题的综述。在此背景下，本篇叙述性综述文章的目的是描述即时睡眠环境中常见变量如何影响睡眠，强调减轻干扰刺激负面后果的方法，并为未来研究提供建议。

2 Effects of Noise and Sound on Sleep

环境噪音来自交通（如汽车、火车、飞机）危害健康，2011年世界卫生组织（WHO）估计，仅西欧噪音污染就导致903,000残疾调整生命年。其中大部分负担归因于睡眠干扰，最近一项荟萃分析记录了道路、铁路和航空交通平均客观测量的夜间噪音对睡眠的影响。结果揭示了噪音暴露与自我报告的入睡困难、保持睡眠或其他睡眠干扰之间的剂量-反应关系，当问题明确提到噪音作为睡眠干扰源时，关联尤其强。实验研究还表明，对来自风电场和汽车等源的噪音进行生态有效模拟会短暂且轻微地干扰睡眠，随着时间的推移，可能合理导致健康影响（如内皮功能恶化和血压升高）。由于人们似乎无法完全适应睡眠期间噪音的干扰效应，对福祉的不利影响可能会随时间累积。人们对噪音引起的睡眠干扰的敏感性也存在显著差异。例如，失眠患者似乎在睡眠期间对噪音的感觉门控受损，使他们更容易受到噪音引起的睡眠干扰。

为了最小化噪音引起的睡眠干扰，当前WHO指南建议睡眠期间道路交通噪音限值为45 dB(A)，铁路交通为44 dB(A)，航空交通为40 dB(A)。然而，建议人们通过搬迁家园和远离超过这些噪音阈值的地区来解决这个问题是不现实的。与此相关，低收入社会经济地位人群社区中较高的噪音污染可能加剧健康差异。幸运的是，存在几种更实用的对策来减少睡眠期间噪音暴露的影响。耳塞成本相对较低，医院环境中的几项研究单独使用或结合眼罩使用已显示有希望的结果。然而，最近一项荟萃分析的结果对耳塞是否显著改善睡眠提出了疑问，这可能取决于所用耳塞的有效性。

其他消除噪音的方法包括使用降噪耳机和在睡眠期间持续发出噪音的机器。然而，最近一项荟萃分析报告称，这些设备的有效性是模棱两可的。虽然直观地认为连续背景噪音可能有助于掩盖零星噪音的睡眠干扰效应，但此类噪音减少睡眠潜伏期和睡眠 fragmentation 仅存在统计趋势。然而，关于此主题的研究可能不足以检测对睡眠的 modest 效应，因为许多研究参与者少于10人。由于许多旨在促进婴儿睡眠的机器产生的噪音音量超过WHO建议和国家职业安全与健康研究所阈值，成人使用的噪音机器可能也是如此。这可能很重要，因为白天噪音累积暴露与听力损失之间存在剂量-反应关系，睡眠期间噪音可能也是如此。临床前研究揭示了听觉系统中的各种昼夜节律（如白天与夜间对噪音的差异敏感性），听觉系统对噪音暴露损伤的易感性在生物白天和夜间也可能不同。

由于闹钟通常使用噪音将用户从睡眠中唤醒，我们将在此简要讨论它们。在一个主要居住在中欧的约65,000名16至65岁人群的睡眠信息数据库中，约80%的工作参与者在工作前使用闹钟唤醒。根据使用方式，闹钟可以积极或消极影响昼夜节律和睡眠健康。在使用行为疗法治疗失眠时，闹钟使用对于在就寝时间限制疗法中精确执行唤醒时间不可或缺。通过规律睡眠 offset，闹钟使用控制了对 zeitgebers（如光照暴露）的暴露。闹钟使用还增强了觉醒期间内稳态睡眠驱动的积累，进而有助于在后续睡眠机会中巩固睡眠。当必须使用闹钟时，“智能”闹钟产品的出现可能证明有益。例如，考虑到睡眠惯性在从较深NREMS阶段被唤醒时最为严重，从较轻睡眠阶段唤醒用户可能缓解起床过程。

闹钟使用也可能以与噪音无关的方式影响睡眠。一些产品发出富含短波长的光，可能促进觉醒和干扰睡眠（如带有蓝色LED显示的时钟）。也许更重要的是，当睡眠质量低的人使用时钟监控在床上度过的时间时，他们会经历更大的睡前担忧和随之而来的睡眠潜伏期增加。在这种情况下，令人痛苦的钟面可能成为条件刺激，其存在可能延续未来的睡眠困难。

3 Effects of Peri-Sleep Light Exposure on Sleep

许多环境变量可以影响睡眠，包括LAN（图2）。LAN可以直接和间接地 disrupt 昼夜节律和睡眠，间接方式包括 enabling 觉醒行为（如体力活动和食物摄入） during the biological night-time。光具有 several important non-image-forming effects，其中之一是昼夜节律系统的 entrainment。光暴露主要但不 exclusively 通过眼中的 intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGCs) 影响昼夜节律系统。视网膜在生物夜间暴露于富含短波长的LAN可以增加警觉性，并迅速有效地抑制松果体 melatonin 合成，并以明确依赖于昼夜节律 phase 的方式转移生物钟。具体来说，在 dim-light melatonin onset（在非轮班工作者中，通常 around sleep onset）后不久暴露于光倾向于延迟昼夜节律 timing system，而 around 9 h later（即大多数非轮班工作者的 around wake time）暴露于相同光倾向于 advance 昼夜节律 timing system。ipRGCs 包含光色素 melanopsin，其最有效地吸收 roughly 480 nm 的光波长。因此，光诱导 phase shifts 的大小部分取决于光的光谱组成，靠近 melanopsin 光子吸收峰值的光波长比远离峰值吸收的波长更好地转移时钟 timing。

几条证据证明了LAN对睡眠的临床意义。最近一项横断面数据荟萃分析将LAN与睡眠干扰正相关。实验临床研究 corroborate 这种关系。在睡眠期开始 around 暴露于LAN可以减少第一个睡眠周期中的慢波活动，可能是由于昼夜节律系统延迟和/或内稳态睡眠驱动的改变。LAN还有下游后果。例如，单晚100 lux LAN增加 sympathovagal balance、夜间心率和恶化次日早晨胰岛素敏感性，尽管这种光强度远超过大多数卧室的光强度。

由此推论，仔细改变室内照明可以增强昼夜节律和睡眠健康。由于ipRGCs对短波长光高度敏感，在医院环境中使用可编程LED在睡前4.5-5.5 h实施 blue-depleted 傍晚光环境已被发现可以提前 melatonin rhythms，延长REMS同时维持NREM stage 3 (N3) sleep，并减少REMS fragmentation，这可能与以高REMS fragmentation为特征的睡眠 phenotype 特别相关，这在失眠中常见。

由于ipRGCs介导视网膜光暴露的大多数非视觉效应，2018年提出了一种国际标准兼容的方法来量化光对ipRGCs的影响，称为 melanopic equivalent daylight illuminance (melanopic EDI)。此后，光暴露生物效应专家聚集制定了不同时间室内照明的共识指南，以支持白天觉醒和夜间睡眠。对于大多数健康的18至55岁非轮班工作成年人，他们建议从睡前≥3 h开始并持续到睡眠期间任何必要觉醒活动，在眼睛处垂直平面测量的光暴露使用 melanopic EDI 应≤10 lux。其次，在睡眠期间，melanopic EDI 应≤1 lux。

当个人无法使用可调照明或停留在他们对环境照明控制很少或没有控制的新环境中时，模仿智能照明系统的一种经济有效的方法是使用蓝光阻挡眼镜从睡前≥3 h开始，尽管迄今为止 few well-controlled studies 记录了 equivocal 发现。然后，如果睡眠环境 melanopic EDI >1 lux，佩戴睡眠眼罩可能促进睡眠，正如ICU中使用睡眠眼罩的最新荟萃分析所支持。两项更近的实验表明，在家睡眠几晚（卧室百叶窗打开）佩戴睡眠眼罩改善了 psychomotor vigilance task 中的反应时间，并促进了 paired associates task 中的 overnight learning，与佩戴不阻挡光的对照眼罩相比。如果个人希望卧室中有发光设备，如闹钟，似乎 prudent 选择尽可能发出红光的设备。

4 Effects of Peri-Sleep Screen Time on Sleep

屏幕时间是世界上许多 individuals 的LAN来源，电视、智能手机、个人电脑、笔记本电脑、平板电脑和电子阅读器等技术的 use 现在 pervasive。这一趋势由COVID-19大流行刺激，使 up to 18岁人群看屏幕的时间增加了52%，12-18岁人群效应尤其大。在某些情况下，这一趋势与心理健康的 detrimental changes 相关，但并不总是如此。

屏幕时间理论上可能通过几种机制影响睡眠，正如一篇优秀综述文章所提出。首先，屏幕光暴露可能通过上述LAN一般机制影响昼夜节律系统和睡眠。这一机制受到了最多关注。关于睡前屏幕时间的早期研究表明，使用iPad睡前阅读延迟昼夜节律 phase 并 disrupts 睡眠。然而，关于此主题的一些研究缺乏外部有效性。在其中一些研究中，最小化暴露于明亮白天光可能夸大了 modest 光暴露来自屏幕对睡眠的任何效应，而后续包括更多生态相关白天光暴露的研究未显示睡前使用平板电脑与阅读相同小说的纸质书相比有任何效应。可能有几个因素可以调节睡前屏幕光暴露与睡眠之间的关系，包括许多用于阅读的手持设备（如Amazon Kindle等电子阅读器和iPad等平板电脑）在光发射上不同，因此任何效应可能取决于个人和背景。总体而言，然而，虽然睡前屏幕光暴露可以延迟生物钟，但其对实际睡眠的影响似乎可忽略不计，与较暗控制条件相比，明亮屏幕睡前对睡眠潜伏期的影响范围从长10分钟到短4分钟。

其次，通过屏幕传递的内容可能增加睡前心理生理 arousal。（为了完整，我们还注意到这些设备传递的一些内容实际上可能支持睡眠，如使用智能手机进行放松练习，如强调呼气的慢速呼吸训练和专心听放松音乐。）与屏幕光暴露效应类似，这平均略微增加睡眠潜伏期，与较少刺激的控制条件相比，效应范围从长9分钟到短5分钟。此外，使用从看电视到玩视频游戏等各种内容类型都发现了这种 modest 效应。

第三，注意力捕获可能导致时间流逝的正念丧失和/或就寝拖延，延迟睡眠 initiation。虽然研究很少，但这种机制可能证明对某些个人的睡眠非常 disruptive，但对其他人则不然。上述许多研究标准化了睡眠机会，这掩盖了睡前屏幕时间对自选睡眠时间的影响。虽然具有高水平睡眠相关自我控制的人可能能够尽管睡前使用基于屏幕的技术仍保持规律就寝时间，但 restraint 较少或更沉浸于技术中的人可能不会。例如，青少年在上学前一天晚上玩新视频游戏后上床较晚，即使第二天必须保持相同的唤醒时间。与他人在线互动也可能导致个人较晚开始睡眠。例如，发现青少年延迟就寝时间以避免错过社交媒体上的互动。此外，可能有些人使用屏幕时间作为一种脱离和分散自己对负面想法和情绪的方式。这是无益的（如通过不面对它们而 perpetuating 负面想法和情绪）还是可能中性甚至有益（如有助于在 wake maintenance zone 期间放松，这是一个在睡眠可以 readily initiated 之前的时间）尚不清楚。

第四，如果保存在睡眠环境中，通知（如智能手机WhatsApp消息）在睡眠机会之前和期间可能直接 disrupt 睡眠。再次，有理由认为这对于睡眠期间将手机靠近自己、启用声音通知并连接到网络的人的睡眠可能非常 disruptive，一项对青少年的研究发现，这样的人比手机关机的人经历更多入睡和维持睡眠困难。

总体而言，现有关于屏幕使用的研究并未明确显示它 dramatically 恶化睡眠，正如在线流行叙述那样。迄今为止存在一些明显的研究空白，包括对上述第三和第四机制的更多工作。缺乏关于睡眠期间通知 before and during the sleep period 导致睡眠干扰的研究是一个特别明显的遗漏。此外，睡眠健康可能也影响后续屏幕时间，这种双向关系在很大程度上被忽视。最后，由于大多数相关研究使用了青少年参与者，我们需要对其他年龄人群进行更多研究——婴儿潮一代肯定以与Z世代非常不同的方式使用技术。

转向最小化成人睡眠期间屏幕时间任何负面影响的方法，最合适的干预措施肯定是情境特定的，干预措施可以映射到上述机制。如上所述，如果人们获得大量日光，睡前屏幕光发射不可能有意义地影响睡眠。然而，对LAN效应敏感的人可能仍然受益于调暗智能手机等设备的亮度设置，许多设备运行在一天中设定时间选择性过滤短波长光发射的程序。这些包括iPhone和iPad上的 night shift mode 以及一些安卓设备上的 night light。还有可下载的软件程序实现类似功能，如f.lux。虽然此类应用程序在修改光发射方面有效，因此在许多情况下（如轮班工作期间）理论上有利于培养昼夜节律和睡眠健康，但当在严格受控环境之外研究时，它们并未被发现改善睡眠或心理健康，尽管这可能部分是因为许多参与者因不喜欢屏幕外观变化而 prematurely disabled 软件。减轻屏幕LAN对昼夜节律和睡眠健康影响的一种有趣方法是使用 metamerism，即具有与其他刺激相同颜色和照度但不同波长能量水平（即光谱功率分布）的刺激。可以使用 metamerism 减少屏幕的 melanopic EDI 而不影响观看它们的主观体验，当睡前观看时，与传统电视相比，metameric 电视增加唾液 melatonin 水平和主观睡意。然而，此类效应的临床意义以及它们是否影响后续睡眠尚不清楚。这种技术目前也罕见且昂贵，但未来几年可能对大众变得可行。

关于如何最小化就寝拖延，一组科学家最近使用时间使用调查开发了一种干预措施，以 counter 年轻人的就寝拖延。结果干预平均减少就寝拖延51分钟，显示了这种方法的有效性。然而，由于干预涉及与研究团队成员三次×50分钟的一对一会议，需要开发更具可扩展性的干预措施。如果屏幕时间导致就寝拖延，减少屏幕时间的干预措施可能有所帮助，如禁用电视流媒体服务上的自动播放设置。这些干预措施尚未得到证实，但在进行更多研究之前似乎是合理的建议。

最后，为了减轻床上通知的睡眠干扰影响，将设备与网络断开（如将智能手机切换到飞行模式）或完全关闭是许多人的选择，并且可以积极影响睡眠和次日功能。例如，在有问题的智能手机使用习惯的年轻人中，从习惯就寝时间前30分钟限制智能手机使用直到睡眠期结束改善了睡眠、记忆和情绪。然而，这对其他人可能不可行，如 on-call workers 和护理人员，在这些情况下，更好的策略可能包括在睡眠期间有一部“傻瓜手机”接收紧急呼叫。

5 Effects of Ambient Temperature on Sleep

全球范围内，环境温度波动正变得更加极端，这威胁着全世界许多生物的健康，包括人类。气候变化驱动的温度升高因城市化和全球发展而加剧。睡眠干扰倾向增加可能随之而来，特别是在许多地方夜间环境温度比白天环境温度上升更多。事实上，大规模横断面研究表明，较高的夜间环境温度与睡眠不足相关。

存在各种形式的睡眠相关呼吸障碍，其中最负担沉重的是阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）。在这种障碍中，上气道在睡眠期间间歇性 collapse，要么 substantially reducing airflow（当气流下降≥30%持续≥10秒 combined with 从睡眠中觉醒或≥3%氧饱和度下降时为低通气），要么完全 preventing it（当气流停止≥10秒时为呼吸暂停）。睡眠呼吸暂停的严重程度根据这些事件每小时密度分级，当一个人每小时睡眠至少有5次呼吸暂停和/或低通气时可以诊断。在有睡眠相关呼吸障碍的人群中，较高的温度和臭氧浓度与呼吸暂停-低通气指数正相关。

关于温度影响睡眠的生物学基础，将人类体温调节系统概念化为由一个产热、恒温的核心和一个调节热损失的壳组成是有帮助的（如果简单化）。来自壳冷和热受体的关于热环境的信息 continuously updates 大脑关于环境条件。由于过高或过低的环境温度可能威胁 homeostasis，大脑根据热环境信息修改警觉性，因此热舒适区之外的温度可能 thwart 睡眠。

核心温度存在昼夜节律，睡眠倾向在核心温度下降时最高。睡眠本身进一步降低核心温度。在睡眠期之前和期间，melatonin 合成增加、皮肤交感神经元活动减少以及绝缘身体和创造温暖微环境的行为增加温暖血液流向手足 periphery，这些区域富含动静脉吻合。这有助于核心散热，并导致核心温度节律与皮肤温度节律反相。有趣的是，皮肤温度与核心温度之间的耦合如此紧密，以至于手指皮肤温度的快速升高预测 subsequent 睡眠 onset。与此一致，存在一些大脑区域（如下丘脑前部视前区）对体温调节和睡眠-觉醒调节都很重要，轻度皮肤变暖促进其中一些大脑区域的睡眠样活动。

热环境变化并不同等影响所有睡眠阶段。通常，REMS比NREMS更容易受到温度波动的干扰，因为在高温环境温度下 immediately prior to 和 during REMS 时 sweat rates 较低，以及在低温环境温度下 during REMS 时皮肤温度较低。此外，高环境温度比低环境温度更可能干扰睡眠，因为更大的热负荷减少皮肤向环境的热损失，offset 通常与睡眠相关的核心温度下降，并损害睡眠期早期的睡眠 onset。然而，在睡眠期后期，现在较高的内稳态睡眠驱动可能压倒觉醒，尽管核心温度高于最佳水平仍 initiate 睡眠。

相对湿度（RH）可能与环境温度相互作用影响睡眠。在高环境温度下，较高RH scarcely 影响皮肤温度，但它确实进一步阻碍通过汗液蒸发的热损失，减少与睡眠相关的核心温度下降，进而减少N3和REMS。低RH在特定背景下也可能干扰睡眠，基于迄今为止 little research 显示睡眠期间使用除湿器恶化现有呼吸问题。这提出了一个重要问题，即体温调节受许多个人水平因素影响，如健康状况、年龄和 biological sex。关于年龄，新生儿和老年人的体温调节能力低于年轻人，这在人类平均寿命持续增长的背景下可能变得更加 consequential。关于 biological sex，围绝经期尤其以体温调节障碍为特征， due to 雌激素水平降低导致血管舒缩症状（如潮热），这可能 contribute to 睡眠干扰。

5.1 Improving Sleep at Low to Moderate Ambient Temperatures

我们将在 roughly chronological order 中讨论如何在低至中等环境温度下改善睡眠，从睡前不久直到起床时间。从睡前开始，一项荟萃分析报告称，在凉爽条件下睡眠前1-2小时通过10分钟热水（40-42.5°C）淋浴或洗澡加热皮肤可以缩短睡眠潜伏期并改善睡眠效率和主观睡眠质量。

许多研究评估了在低至中等环境温度下更有选择性地加热身体部位对睡眠结构的影响。一些关于皮肤变暖的初步研究使用 thermosuits 加热不同皮肤区域，发现局部变暖的效果可能因年龄等因素在人与人之间不同。其他实验测试了普通人群实用的干预措施。例如，熄灯后足部变暖加速了年轻男性的睡眠 onset，并增加了睡眠效率和持续时间，但这种效应在老年人中减弱，老年人在睡眠期前皮肤温度升高较小。其他研究测试了加热眼罩在睡前温暖眼周区域。当健康成年人在早下午小睡