为什么下雨天里的睡眠质量特别好？

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简易版答案：睡眠时，听觉会继续工作，而雨声类似于白噪声，会制造一个遮蔽效应，屏蔽了很多突然发生、可能会让你在睡眠时感觉到的声音，从而提高了你的睡眠质量。

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因为很多微信公众号都问我可不可以转发，实际上我已经将答案整理好发在神经科学公众号上了。大家就不用重复在微信平台上发送了。公众号为  neuroscienceme  ,另，二维码在答案结尾。

另，发现 并整理回答了一个相关问题：白噪音抵消外界噪音的原理是什么？ - 物理学
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详细版答案：

现在就在听http://rainymood.com，简直是睡眠神器。
不过，为什么楼上的答主们提到「因为雨声是白噪声」之后就不继续了？那为什么是白噪声就会让人放松呢？

啊哈哈，又是个听觉神经科学的问题哟~（挤眉弄眼）



首先，什么是白噪声？为什么噪音有颜色？
如果你会弹钢琴，就更好解释了，譬如说，按最中间的那个do音 (C3)，这个音的频率为261.6 Hz。而白噪音就是，如果够长的话，所有的不同的频率都会随机出现。
因为，牛顿说：白光，拥有所有颜色的光。学术一点说就是，白光是由各种频率（颜色）的单色光混合而成。
随后，当人们在定义声音的时候，对于这种噪音称为「白色的噪声」，这种噪音所含有的各种频率的声音比例是均衡的，就像白光和可视光的频率一样。学术一点讲就是，这种噪声具有平坦的功率谱，用英文说可能更好理解一些：white noise is a consistent noise having equal power across all hearable frequencies.
而功率谱不平坦的噪音，就被我们称为有色噪声。如，粉色、红色、紫色、灰色 （还有叫Brown noise，直译可以说是棕色噪声，但实际上它是指布朗那个姓氏。）

有些耳机专门是说有消音功能，实际上就是在背景中放低频率的白噪声，来分散你的注意力。谢 @符博 提醒，「降噪耳机的原理是播放与背景噪音相位相反的声音」。不过也是有一直放白噪声分散注意力让你不听到其他说话声的情况哦~

那么，为什么白噪声能提高你的睡眠质量呢？

我们的听觉系统就像是一个无论醒来还是休息都随时待机的警报系统，所以即使在睡觉时它也是工作的。这帮助我们避免自己在无意识的情况下还能发现危险，采取行动。

在你睡觉时将你弄醒的那些噪音，实际上，并不是噪音本身把你吵醒了，而是突然间的变化，或专业点说，是因为 不一致性(inconsistency) 吸引到了你的注意力。


而白噪音 制造了一个 遮蔽效应 (masking effect)，相当于屏蔽了很多细小、你没有意识到但还是影响到你入睡的 声音变化：因为不仅入睡前你能听到，入睡后听力并没有像视觉一样休息，它会一直工作。

如果你还是没懂什么是遮蔽效应，举个栗子：有两个房间：一间 漆黑无光 和 一间有些光的，你突然打开手电筒，在哪个房间里手电筒的光线才不会太明显呢？当然是在那间有些光的房间。
把光换为声音，在一间完全静音的房间里，和一间有白噪音的房间里，冲马桶，在哪个房间里声音会更明显？
利用这类原理，有人还专门在办公区域制造一些类似于雨声的白噪音、粉色噪音，用来隔绝声音，起着一定的隐私保护和减少干扰的作用。
上周我在土耳其伊斯坦布尔参观宫殿的时候，就注意到在一个房间外放有一个类似于滴水装置。旁边有人介绍说，当房间里有谈话时，外面这个滴水装置就会开始咕噜咕噜地流水，如此外面就很难偷听到里面的对话声。真是一种妙用。

当然，另一方面，如 @Owl of Minerva 所提 自然界的声音会让人感到放松，也对睡眠是有影响的。但针对这个问题「为什么下雨天里的睡眠质量特别好？」，直接的答案应该是：

睡眠时，听觉还是会继续工作，而雨声类似于白噪声，会制造一个遮蔽效应，屏蔽了很多突然发生、可能会让你在睡眠时感觉到的声音，从而提高了你的睡眠质量。



---神经科学专业知识分界线--- 这里是不是改写：前方高能？

像是 人对外界声音的改变识别 (change detection) 这样超凡的现象&能力，一定会有一个很学术、一看肯定看不懂的名字：Mismatch Negativity (简称MMN)。这里引用一篇非常好的2013年的review （Fishman 2013)：

MMN 的定义：

A preattentive auditory event-related potential component that is elicited by a change in repetitive acoustic pattern.

用人话说，就是在一直听 规律的、重复的 「标准」声音时，转变或穿插 与前者不同的声音信号，不同之处可能在于声音的各种不同特征，如 频率、强度、长度或是abstract features。
通过脑成像发现，MMN应该是由 颞叶 (temporal lobe) 和 额叶 (frontal lobe) 里的神经细胞负责的。

但是即使经过了20年的研究，我们现在还是不清楚MMN的机制和意义；准确的说，有两种有可能的解释，但都很受争议。

解释A："Neural Adaptation"

Repeated presentation of the standard (sounds) results in adapted (i.e. attenuated) responses of feature-selective neurons in auditory cortex.

解释B："Sensory Memory"

MMN is a novel event-related potential component that reflects a deviation between properties of an incoming sound and those of a neural 'memory trace' established by the preceding standard sounds.

参考文献：
Fishman, Y.I., 2014. The mechanisms and meaning of the mismatch negativity. Brain Topogr 27, 500–526. doi:10.1007/s10548-013-0337-3

---专业知识窗口结束---


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谢刘柯邀

不光雨声如此，水声、风声、树声、蝉鸣、蛙鸣、鸟鸣，以及观看美好的自然都有同样或者类似的的效果[1, 2]。




即使是短暂的自然环境体验(比如观看森林、田野照片，听到自然界的雨声鸟鸣)，也能显著的让人感受到关爱、愉悦、友好、释放，更少的恐惧、压力等。而该现象被称为"Restorative Effects of Natural Environment Experiences" (自然环境体验的恢复作用)[3].

Nature Sounds for Relaxation and Enjoyment
自然环境对身体和精神的裨益很久以来就被哲学家、文学家和环保主义者所熟知。比如

Climb the mountains and get their good tidings. Nature's peace will flow into you as sunshine flows into trees. The winds will blow their own freshness into you, and the storms their energy, while cares will drop off like autumn leaves.
John Muir

这个世界的启示在荒野
梭罗
君居泥溝上，溝濁萍青青。蛙讙橋未掃，蟬嘒門長扃。 名秩後千品，詩文齊六經。端來問奇字，為我講聲形。
韩愈

在长期来看（比如一次野营，登山活动在之后的几个月的效果），自然环境体验的益处说主要体现在[4]:

• confidence 增强自信心
  
• self-sufficiency 自给自足感/命运把控感
  
• more realistic self evaluations 更佳的自我审视，不卑不亢
  

正如梭罗说说，“这个世界的启示在荒野”，也是我们精神能量的重要来源。在短期来看，自然环境体验主要影响注意力[5,6]，压力[7]和愤怒情绪[8]的控制。在作用机制上，有人(Dr. Norman Shealy)认为这种体验会影响人体脱氢表雄酮(Dehydroepiandrosterone, DHEA)的分泌水平[9-11]，进而产生上面的效果，这种效果跟长期体育锻炼的效果类似。

但是DHEA的作用机制还没有被透彻的研究，Dr. Norman Shealy的猜想缺乏严谨实验支持。而由于无法实时的检查活体人中的各种激素水平(包括DHEA)，这种严谨的实验也没法进行。目前关于自然环境体验的恢复作用仅有一些心理学模型提供解释，包括Attention Restoration Theory (注意力恢复理论)[12]和stress recovery theory(压力恢复理论)[13]。注意力恢复理论认为:
人的精力像体力一样，在长期的注意力集中的情况下，也会耗竭。因此需要通过一定的途径补充精力。一种主要的经历补充方式是“注意力放空”，也就是虽然脑子仍然在思考运作，但是这种运作不为达成任何目的。而自然环境能帮助人将注意力从日常工作的环境中解放出来。自然环境跟工作环境的极大差异提供了一种脱离感，在这种感觉下，人不再追逐工作的价值，不再纠缠于成功、目的和求之不得的心境。这种感觉促进了人进行注意力/精力的恢复。压力恢复理论的解释与之类似[14]。
我们生活环境与自然越亲近，越能使我们释放掉压力[15]

如果不能居住在森林和田野，在工作和居住环境中多置放一些植物能起到非常积极的作用[16]。
另外，值得注意的是，儿童时期居住于跟自然密切的环境，能显著的增加之后的认知能力和注意力[17]，有效避免精神疾病。与其将孩子困于城市的钢筋水泥之中，花大价钱让各种培训充斥TA的生活以不至于输在起跑线上，不如让TA多接触自然，以获得长期的裨益，而不是计较暂时的落后。现代社会的人显然不能完全脱离城市生活以融与自然，但自然之于我们像土地之于阿喀琉斯，脱离自然会把我们置于危险的境地。因此万不可与自然完全脱离。

万物并作，吾以观复。夫物芸芸，各复归其根。归根曰静，是谓复命。复命曰常，知常曰明。
老子  道德经

Quote: @Andy Lee
'用演化心理学的思路也能解释，我们石器时代的脑子更偏好自然环境而非突然出现的城市环境。'
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[1] Ulrich, Roger S. "Visual landscapes and psychological well‐being." Landscape research 4.1 (1979): 17-23.
[2] Velarde, Ma D., Gary Fry, and Mari Tveit. "Health effects of viewing landscapes–Landscape types in environmental psychology." Urban Forestry & Urban Greening 6.4 (2007): 199-212.
[3] Hartig, Terry, Marlis Mang, and Gary W. Evans. "Restorative effects of natural environment experiences." Environment and behavior 23.1 (1991): 3-26.
[4] Kaplan, Rachel. "Some psychological benefits of an outdoor challenge program." Environment and Behavior (1974).
[5] Tennessen, Carolyn M., and Bernadine Cimprich. "Views to nature: Effects on attention." Journal of environmental psychology 15.1 (1995): 77-85.
[6] Berto, Rita. "Exposure to restorative environments helps restore attentional capacity." Journal of environmental psychology 25.3 (2005): 249-259.
[7] Ulrich, Roger S., et al. "Stress recovery during exposure to natural and urban environments." Journal of environmental psychology 11.3 (1991): 201-230.
[8] Cackowski, Jean Marie, and Jack L. Nasar. "The restorative effects of roadside vegetation implications for automobile driver anger and frustration."Environment and Behavior 35.6 (2003): 736-751.
[9] Shealy, C. Norman. "A review of dehydroepiandrosterone (DHEA)." Integrative Physiological and Behavioral Science 30.4 (1995): 308-313.
[10] Shealy, C. Norman, et al. "Electrical stimulation raises DHEA and improves diabetic neuropathy." Stress medicine 11.1 (1995): 215-217.
[11] Shealy, C. Norman, and Caroline M. Myss. "The ring of fire and DHEA: A theory for energetic restoration of adrenal reserves." Subtle Energies & Energy Medicine Journal Archives 6.2 (1995).
[12] Kaplan, Stephen. "The restorative benefits of nature: Toward an integrative framework." Journal of environmental psychology 15.3 (1995): 169-182.
[13] Ulrich, Roger S. "Aesthetic and affective response to natural environment."Behavior and the natural environment. Springer US, 1983. 85-125.
[14] Herzog, Thomas R., et al. "Reflection and attentional recovery as distinctive benefits of restorative environments." Journal of environmental psychology17.2 (1997): 165-170.
[15] Jiang, Bin, et al. "A Dose-Response Curve Describing the Relationship Between Urban Tree Cover Density and Self-Reported Stress Recovery."Environment and Behavior (2014): 0013916514552321.
[16] Kjellgren, Anette, and Hanne Buhrkall. "A comparison of the restorative effect of a natural environment with that of a simulated natural environment." Journal of Environmental Psychology 30.4 (2010): 464-472.
[17] Wells, Nancy M. "At home with nature effects of “greenness” on children’s cognitive functioning." Environment and behavior 32.6 (2000): 775-795.

      反对仅用白噪声做解释。
      白噪声能完全解释这个问题吗？应该不能。

      很多人都有过这样的体验：

• 在关好门窗、安静的房间睡觉，听不到外边的下雨声，睡眠照样会很深很好；
  
• 在阴天、下雪天，睡眠也会比平时更好。
  

      虽然人的听觉在睡眠中一直工作，但在上述情况中，并没有声音传入到人的耳朵里，可是仍然 出现了比平时更深更好的睡眠。

除了几位答主提到的白噪声导致的遮蔽效应，还有另外的重要原因。
      这个重要原因与人体的神经自我调节机制有关，是一种原始的生物本能。

      在远古时代中，阴雨天气时，虫、鸟不方便寻找食物，于是虫、鸟蛰伏，进而以这些虫、鸟为食的较大型动物也没了捕食对象，于是，大型动物也蛰伏。


此外，下雨天对动物而言，是相对恶劣的天气，容易迷路、受伤、雷击等。所以，绝大部分生物在下雨天都倾向于蛰伏，休养生息。

在生物演化过程中，动物的这种行为倾向性通过遗传保留了下来（行为遗传学，基因与环境相互作用所致），藏伏在生物体内部。当然，人也保留了这种原始的倾向性。

      人在胎儿发育过程中，历经了单细胞、多细胞、脊椎生成、腮的产生和退化等多个生物演化形态，相当于一部微型生物进化史，所以保留一些原始本能是可以理解的。



      这种行为选择倾向不受人的意识支配，所以我们对这机制没有主观上的控制。（不是我们在下雨天有意识地深睡眠：）在外界自然条件出现时，比如湿度、温度、雨声，甚至包括电磁场的变化，就激发了我们身体内部的深睡眠机制，于是，我们从一场酣睡中醒来，探头往外看，已是一窗雨天。

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因为这么大的雨，外边一定又潮又冷，路又难走，车肯定堵的一塌糊涂，有多少为了生计奔波的人心头冒火，咒骂着这鬼天气，而我却能裹着被子舒舒服服的睡觉……

一想到这里，我就感觉爽的不得了，内心一片祥和，睡得特别舒服！

雨声属于白噪声，白噪声使人更易入睡；其次，貌似跟进化也有关系，远古时代人类过着茹毛饮血的生活，需要频繁进行狩猎和采摘等室外活动。如果天气疾风骤雨、电闪雷鸣，不适合体力劳动，他们就会躲在洞穴里，休养生息、放松精神，或许还会舒舒服服地睡一觉。