床垫似乎每天都变得越来越高科技。从现在市场上使用大量现代材料的普通床垫，如乳胶、记忆泡沫或相变材料，到最先进的智能床，床垫看起来与50年或100年前有很大的不同。
然而，一组研究人员在德克萨斯大学奥斯汀分校他们正在尝试制造一种更高科技的床垫——不仅仅是增加新的铃铛和口哨，而是帮助你更快地入睡，在你想要的任何时间入睡，甚至改善你的健康。
该团队创造了一种温度控制的睡眠系统——本质上，就是一个床垫和枕头，可以选择性地加热或冷却身体的某些部位，以整体降低身体的核心温度。你的身体会自然地降低核心温度，作为它的一部分昼夜节律但德克萨斯的研究团队通过选择性加热和冷却来“欺骗”你的身体，让它的核心温度冷却下来，而不是等待它自然发生。
研究人员最近发表了一篇研究文章睡眠研究杂志这表明这种选择性加热和冷却系统是有效的。他们将该系统称为“选择性热刺激”，简称STS。在论文中，研究人员得出的结论是，对参与者使用STS不仅帮助他们更快入睡，还导致了更高的睡眠质量。
在这项研究中，11名参与者对床垫进行了测试，他们比正常情况下提前两个小时睡觉。有些晚上他们使用温度控制功能，有些晚上则没有。
那么它是如何工作的呢?
为了了解化粪池系统是如何工作的，你首先需要后退一步，了解人体调节温度的自然能力，以及它是如何与睡眠联系在一起的。足够简单,对吗?以防你没有获得生物学的高级学位，Sleepopolis请德克萨斯大学生物医学工程教授、论文作者之一肯·迪勒博士对其进行了分析。
迪勒说，身体的核心温度在许多方面都具有医学意义，能够控制这个温度将非常有用——不仅仅是在睡眠中(其他应用可能包括对抗感染或在麻醉下维持体温)。然而，我们的身体已经进化出了保护机制，很难根据需要加热或冷却核心。
迪勒说:“热量从身体核心向外移动到表面与环境交换的主要过程是通过血液流动。”
血液在两个平行的循环系统中流动，全部由心脏提供动力。一个循环系统专门负责营养和免疫功能。另一个是热传递。迪勒告诉Sleepopolis，人们已经知道如何轻松地操纵营养血液流动系统，但热量传递系统就有点棘手了。我们的身体与环境交换热量的地方——失去或获得热量——是有动静脉吻合的区域，或者像迪勒所说的“热传导血管”。
迪勒说，我们身体的无毛皮肤上有传热血管，包括手掌、脚底、耳朵和脸部的某些部位——注意，不是核心部位。这些有热传导血管的区域可以获得很高的血流，我们的身体可以在这里失去或吸收热量。
我们很多人对这个都很熟悉。如果你在一个非常寒冷的环境中，你的脚是你最先感受到温度的部位之一。这是因为我们身体的首要任务是保持核心温度。一些众所周知的身体保持体温的方式包括冷时发抖或热时出汗，但血液流动实际上是最重要的。
例如，如果你的身体感觉天气太冷，它会自然地收缩血液流向有传热血管的区域，以防止热量流失。就像迪勒说的，“身体很自然地有能力保护自己。”然而，迪勒说，因为我们的身体非常擅长自然调节血液流动来控制温度，所以很难故意控制血液流动到传热区域。这就是STS的用武之地。
用STS“欺骗”你的身体
“想象一下，你在一个房间里，你把房间里的恒温器设置在尽可能低的温度，但你仍然觉得热，”从事这项研究的博士沙哈·哈加耶(Shahah Haghayegh)博士说。他说，STS就像用吹风机向恒温器吹热空气，这样恒温器就会认为整个房间都很热，从而触发它打开空调，降低房间温度。
Haghayegh说:“我们使用同样的概念，因为我们需要降低体温才能入睡。”使用温度控制的枕头，研究人员对参与者的核心部位施加非常小的热量——特别是沿着颈椎。一旦受热，身体就会被“欺骗”，以为自己过热了。就像对寒冷一样，我们的身体会对太热做出反应，因为它知道过热可能是致命的。
核心的温度传感器检测到身体“过热”，并发送信号增加流向热传递血管的血液流量。将血液重新流向手、脚、耳朵和其他传热区域，会导致身体核心温度下降。
核心温度下降与什么相关?睡眠发作!研究小组发现，使用化粪池疗法后，参与者比不使用化粪池疗法的人能比平时早两个小时入睡，而且比不使用化粪池疗法的人更快入睡，这一切都是通过欺骗身体，使其降低核心温度的速度比自然入睡的速度更快。
除了使用sts的枕头，研究中使用的床垫原型也有温度控制，以保持最佳睡眠温度。床垫表面的温度通过循环的水或空气来冷却。
Haghayegh说，床垫的外围区域稍微暖和一点，而中心区域比较冷。中心是冷却的，以保持冷却后的核心温度，但边缘不能比核心温度低，否则热量不会从手和脚转移到环境中。
你就不能穿袜子暖脚吗?
如果你问这个问题，别担心，因为我们也问过迪勒同样的问题。
迪勒说，当你的脚冷的时候很难入睡，这是一个常识，许多人试图通过穿袜子或在睡觉时在脚上使用加热垫来解决这个问题。但问题是，你的脚是由外向内加热的。
“如果你穿袜子，它会在你的脚外面提供绝缘。问题是，由于血管收缩，血液内部很冷。”同样的问题也发生在加热垫上——你没有增加流向脚的血液，或者像迪勒所说的，“由内而外加热”。血液流动会比袜子或加热垫更有效地加热你的脚。
化粪池系统的额外健康益处
虽然研究团队研究的一些主要指标专门与睡眠开始和质量有关，但STS还有一些可能的健康益处。
因为STS会影响血液流动和心血管系统，它实际上可以帮助降低夜间睡眠者的血压。迪勒把心血管系统比作管道，心脏是泵，静脉是管道。就像真正的管道系统一样，我们的血液遵循“阻力最小的路径”。
迪勒说:“当这些热传导血管打开并变得非常大时，血液流经它们的阻力就会比流经毛细血管的阻力小数千倍。”降低的阻力基本上意味着你的心脏不需要那么辛苦地工作来泵血。
当你的心脏不那么努力工作时，你的血压就会降低。STS研究的负责人Ramon Hermida博士进行了研究先前的研究一夜之间降低血压可以降低心血管疾病的风险。迪勒乐观地认为STS可以对改善全社会的心血管健康产生重大影响。
STS的下一步是什么?
该团队正在继续致力于发表更多的STS研究论文，但这些发现并不仅仅意味着学术界。他们希望与一家床垫公司合作，将化粪池系统带给大众。迪勒和这个项目的其他研究人员是科学家和工程师，而不是产品专家。他们希望将他们的研究成果与制造商的产品专长结合起来，使STS床垫成为现实。
Diller认为STS比目前市场上的冷却床垫做得更好，他说目前大多数型号的床垫都是“由外而内”工作的，而STS是由内而外工作的。现在市场上的大多数冷却床垫都使用凝胶、铜、石墨注入、乳胶泡沫或相变材料等材料来保持表面凉爽。穿孔或线圈等其他功能可以促进气流，防止热空气被困住。
迪勒说:“如果你不能控制核心和表面之间的主要热传递血液流动，你可以在表面做所有你想做的热体操，但它不会给核心带来更大的好处，而核心是所有与健康和幸福有关的最重要的行动发生的地方。”
“很多人都在试图销售带有温度的床垫(目前的商业床垫设计)，但没有人做关键的核心温度控制，而这正是我们的专利技术。这就是我想要提出来的。”
