睡覺，人之生存根本，萬物共享之習(xí)性。飛禽走獸魚蟲，只要體內(nèi)有神經(jīng)系統(tǒng)就都少不了睡眠的調(diào)劑。如果仔細(xì)探究，睡覺實質(zhì)上有悖常理，不利于生存和進(jìn)化。因為動物一旦睡著，就更有可能羊入虎口，成為捕獵者的盤中餐。既然如此，我們究竟為何要睡覺？

以全新視角理解睡眠

大多數(shù)人都認(rèn)同，睡覺是為了造福大腦或神經(jīng)系統(tǒng)，睡眠期間的“腦狀態(tài)”表現(xiàn)為神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用。睡覺對于學(xué)習(xí)和記憶的重要性也是老生常談，睡眠不足會導(dǎo)致表現(xiàn)不佳、成績變差。

然而Appelbaum教授和他的團(tuán)隊則認(rèn)為最直接受益于睡眠的是單個神經(jīng)元，這樣才能解釋為何水母、蠕蟲之類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非常簡單的生物也要睡覺。單個神經(jīng)元之間彼此連接成為網(wǎng)絡(luò)，整個神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)也就因此獲得裨益。

“水母又不需要參加考試，那它們?yōu)槭裁匆X？這就是我們研究的起點”， Appelbaum教授說。

帶著這個問題，Appelbaum團(tuán)隊開始尋找合適的動物模型。對活體哺乳動物的單個神經(jīng)元進(jìn)行研究頗具挑戰(zhàn)，因為大腦之外有顱骨保護(hù)，要想接觸到腦體就已經(jīng)很復(fù)雜。最終，研究人員選定了斑馬魚作為研究對象。這種脊椎動物胚胎透明、體外發(fā)育，易于觀察；其大腦相對簡單，而結(jié)構(gòu)與功能又與人腦一致，因此是研究單個神經(jīng)元實時變化的不二之選。

睡眠促進(jìn)神經(jīng)元內(nèi)DNA修復(fù)

借助多種工具，科學(xué)家成功做到了無創(chuàng)觀察活體動物中的單個細(xì)胞。應(yīng)用這種技術(shù)，研究人員在觀察斑馬魚單個神經(jīng)元的活動時得到了突破性的進(jìn)展。實驗結(jié)果如下：

發(fā)現(xiàn)1：

神經(jīng)元中的DNA損傷在斑馬魚清醒時增多，睡眠時減少

生物體的各種細(xì)胞中每時每刻都在發(fā)生DNA損傷，對應(yīng)的修復(fù)機制也不少。神經(jīng)元內(nèi)DNA損傷的特殊之處在于，生物體清醒的時候，修復(fù)速度 損傷速度，因此損傷會不斷增加，只有在睡著的時候，修復(fù)過程才能占上風(fēng)。

睡眠剝奪會加劇神經(jīng)元中的DNA損傷，唯一的解決辦法就是回歸正常規(guī)律的睡眠模式。值得注意的是，只有在神經(jīng)元中睡眠與修復(fù)才密不可分。那么神經(jīng)元又有何特別之處？

神經(jīng)元是一種非分裂細(xì)胞，傳統(tǒng)神經(jīng)學(xué)觀點認(rèn)為，成年人大腦中的神經(jīng)元難以再生，所以需要且用且珍惜。但近年來，多項實驗提出了神經(jīng)元可再生的依據(jù)。Appelbaum教授認(rèn)為，這或許可以解釋我們?yōu)楹芜M(jìn)化出了睡覺的習(xí)慣，“睡覺制造了一段大腦關(guān)機的時間，讓神經(jīng)元能有機會進(jìn)行檢修和維護(hù)，并且這些工作似乎還被強制限定在關(guān)機期間完成?！?/p>

發(fā)現(xiàn)2：

PARP1基因是一種“睡眠開關(guān)”

PARP1能夠感知并標(biāo)記神經(jīng)元中DNA的損傷，當(dāng)DNA損傷增多時，PARP1也會變多，并提示大腦到點該睡覺了。在實驗中，當(dāng)研究人員控制PARP1過表達(dá)時，斑馬魚就會進(jìn)入睡眠狀態(tài)；而當(dāng)他們調(diào)低PARP1表達(dá)時，斑馬魚就會因為缺乏提示而保持清醒。

睡眠與疾病

通過斑馬魚得出的實驗數(shù)據(jù)對人類壽命又有什么啟發(fā)？

“如果你睡的不好，神經(jīng)元內(nèi)的DNA損傷就會增加”，Appelbaum教授解釋道，“如果長期睡眠狀況都很糟糕，損傷持續(xù)加劇很可能會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，最終帶來各類神經(jīng)退行性疾病?！?/p>

“我們的實驗證明了慢性睡眠剝奪和與DNA損傷存在相關(guān)性，而DNA損傷是衰老標(biāo)志之一，換句話來說，不好好睡覺與加速衰老息息相關(guān)?！?不過Appelbaum教授也承認(rèn)，“此實驗畢竟是以斑馬魚為對象，對于人體，暫時還很難去調(diào)控DNA損傷以觀察其對睡眠的影響?！?/p>

睡多久才足以修復(fù)DNA呢？

多年來，關(guān)于最佳睡眠時長眾說紛紜。雖然Appelbaum教授不能對人類的最佳睡眠時長給出答案，他對于斑馬魚應(yīng)該睡多久很有把握。

斑馬魚對光線非常敏感，因此通過調(diào)節(jié)亮度就能控制它們清醒或睡著。在實驗中，Appelbaum團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，如果讓斑馬魚只睡2到4小時，DNA損傷的水平就會很高。但睡滿6小時后，DNA損傷就會恢復(fù)到正常水平。因此對于斑馬魚而言，6小時是能滿足DNA修復(fù)的最佳睡眠時長。并且，睡眠時長并非多多益善，實驗中，8至10個小時的睡眠并沒有讓DNA的修復(fù)效果進(jìn)一步提升。

睡眠研究的未來方向

仍有許多問題留待Appelbaum教授和他的團(tuán)隊繼續(xù)探索。例如，大腦如何得知某一特定神經(jīng)元中的DNA需要修復(fù)？并非每一個神經(jīng)元細(xì)胞都與睡眠直接掛鉤，因此Appelbaum教授猜測，細(xì)胞損傷存在一定閾值，當(dāng)足夠多的神經(jīng)元累積損傷達(dá)到這一閾值時，大腦就會收到信號進(jìn)入睡眠，為修復(fù)工作創(chuàng)造條件。

另一個問題有關(guān)我們睡著時仍然活躍的神經(jīng)元，例如那些控制做夢的神經(jīng)元，它們又在何時休息？“也許我們清醒時，這類神經(jīng)元就在休息”，Appelbaum教授說，“下一步我們會在其他脊椎動物中復(fù)制斑馬魚實驗，并將剛才提到的問題納入到接下來的研究中。我們也會嘗試與醫(yī)院合作進(jìn)行人體實驗，探究實驗結(jié)果是否也能應(yīng)用到人類身上?！?/p>

雖然Appelbaum教授的研究暫時只針對小小斑馬魚，但我們已然知曉，在睡覺這件事上，萬物玄同且獲益匪淺。一夜安眠換得DNA自動修復(fù)，躺著就可以邁向長壽，何樂而不為？