“假期那么短，为什么还要把时间“浪费”在睡觉上？”

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展出品|本科学生栏组晗冰

在日本国际睡眠医学综合研究所的室外，空空气中弥漫着桂花的浓郁香气，金蜘蛛在灌木间编织着网。 两名带头盔的工作人员进行相关测量，在石灰色的墙壁上涂涂料。 这座建筑物这么新，工人们仍然设有相应的标志。

该研究所已经有五年的历史，但建筑物是新建的。 从病理学学习化学，从瑞士到中国，该研究所吸引了来自术业、国家和地区的120多名研究者。 筑波大学在东京的北边，开车有一个小时的路程。 在日本政府和其他社会基金会的资助下，研究所所长柳泽正史确立了研究睡眠生物学最重要的地方，而不是治疗更常见的失眠原因和睡眠问题。 这里有装满闪闪发光设备的房间、有老鼠睡觉的安静的房间、用螺旋楼梯连接的许多商家空之间。 这里充满了丰富的资源，用于研究生物为什么睡眠的基本问题。

向研究者提出这个问题，经常会听到感到害怕、失望的声音。 从某种意义上说，令人惊讶的是睡眠如此普遍:在激烈的生存竞争中，在充满血、冲突、死亡的长时间里，数不胜数的生物总是会沉溺于这种美丽漫长的无意识状态中。 这似乎不利于生活的继续。 赫尔辛基大学睡眠生物学家tarjaporkka-heiskanen说:“这很疯狂，但现实就是如此。 这种危险习性如此普遍，如此反复，说明无论发生什么事件都是自然而重要的。 一生中，睡眠对睡眠者有很大的诱惑，足以让睡眠者面对死亡的风险。

睡眠的确切利益依然神秘，对许多生物学家来说，神秘的面纱逐渐揭开。 筑波下雨天的晚上，研究所的科学家们聚集在居酒屋酒吧，在此期间，几乎没有时间阻止睡眠再次成为他们对话的焦点。 一位研究者惊讶地发现，即使是结构最简单的水母，在被迫熬夜后也必须休息一整天。 他指的是论文中提到的实验，实验者用喷水推进水母，以免被海浪冲刷，从某种意义上说不要休息。 “你知道关于鸽子睡眠的研究吗？ ”另一位研究者插话问道。 所有的研究者都认为关于睡眠有一点感兴趣的事件。 居酒屋的桌子上，盛着蔬菜和海鲜天妇罗的盘子慢慢冷却，研究者们似乎忘记了自己刚点的饭菜。

不仅是水母和人类，所有的动物都需要补充睡眠。 阐明这种诉求也是研究者研究深度睡眠问题的重要手段之一。 我们睡眠的必要性被许多人视为理解它能给我们带来什么的关键。

生物学家称这种需求为“睡眠压力”:熬夜越晚，睡眠压力越大。 晚上感到困倦吗？ 那是因为你一整天都处于冷静的状态，所以一直在产生睡眠压力！ 但就像“暗物质”一样，睡眠压力也是我们还完全不知道特征的名词。 睡眠压力消耗的时间越多，就越像托尔金的智力游戏。 人们在冷静的过程中积累了什么，睡眠中什么消失了？ 像计时器吗？ 还是每天积累的分子物质需要被其他因素抵消？ 这个隐喻的小时数理论固化在人脑的某个区域，等待着在每晚的睡眠中消失吗？

“换言之，柳泽在学院阳光充足的办公室反复思考时，问道:“睡觉的物质基础是什么？ ”。

睡眠压力的生物学研究始于一个多世纪前。 在一个有名的实验中，法国科学家曾让狗冷静10天以上。 然后，他从动物的大脑中提取脑脊液，将其注入什么样的正常生活，在休息良好的实验犬的大脑中，正常的狗很快进入了睡眠状态。 看起来睡眠不足的情况下，宿主的脑脊液中会蓄积相关物质，试验中的狗不得不进入睡眠状态。 寻找这种物质是科学家正在研究的目标。 正如法国研究者所说，这种催眠物质的特征解释了动物为什么会犯困。

20世纪上半叶，其他研究者将电极放在人类头皮上，试图检测人脑在睡眠状态下的活动。 通过脑电波分析，研究人员发现大脑在夜间睡眠中有确定的规律。 随着眼睛闭上和呼吸的进行，脑电波从觉醒时活跃的快波逐渐变化为慢波。 睡眠约35至40分钟后，人体新陈代谢减慢，呼吸均匀，进入深度睡眠。 然后，过了一会儿，大脑再次活跃起来，脑电波似乎再次开始变成了快波。 这就是所谓的睡眠中快速的眼睛动作，被称为rem睡眠( rapid eyes movement )。 (一些最初研究rem睡眠的研究者可以通过注意眼睛在眼皮底下的运动来预测婴儿何时醒来。 人们在睡眠中多次重复这个循环，最后rem睡眠结束醒来，脑海里充满了梦中的鱼翅和不记得的旋律。

睡眠的压力改变了脑电图的这种规律性。 受试者睡眠越少，深度睡眠中的脑电图波动越大。 这种现象在鸟类、海豹、猫、仓鼠、海豚等许多生物中也一样。

如果再深入研究一下，就会发现睡眠独特的多层次结构不是被动的节能状态。 例如金色仓鼠的研究表明，刚从冬眠中醒来的小动物们在打盹。 可以确认的是，无论金色的仓鼠从正常的睡眠中得到了什么，都是在冬眠的过程中没有得到的。 冬眠中动物体内的所有过程都放慢了速度，但睡眠压力依然在增加。 筑波国际睡眠医学综合研究所研究院的格斯·布沃加特( kasper vogt )说:“我想知道睡眠这个大脑的活动为什么这么重要。” 他指着他的画面，显示睡眠小鼠神经元活动的数据。 “睡眠很重要，所有生物都要冒着被吃掉的风险睡觉。 我们放弃一切是为了呼呼大睡吗？ ”

而且，并不是什么都得不到寻找催眠物质的研究。 科学家稍微确定了导致睡眠的物质，发现其中有一种叫做腺苷的分子物质。 这种分子物质在清醒的大鼠大脑的部分区域凝聚，似乎在睡眠中消失。 特别值得一提的是，咖啡因具有与腺苷相似的结构，也可以与腺苷受体结合(被称为腺苷的抑制剂)。 也就是说，摄入的咖啡因会占据受体，导致腺苷无法正常发挥作用。 但是，催眠物质的研究并不能完全解释人体是如何产生睡眠压力的。

例如，如果腺苷让我们从清醒中昏昏欲睡，它是从哪里来的？ 研究“谁也不知道”腺苷的研究者迈克尔·拉撒路( michael lazarus )直言不讳。 有人说来自神经元，也有人说是另一个脑细胞。 但是目前还没有达成协议。 柳泽说:“无论如何，这与新闻的保存没有关系。” 也就是说，这些物质本身似乎不记得睡眠压力的相关新闻。 只是对睡眠的压力作出反应。

诱导睡眠的物质可能来自神经元之间建立新连接的过程。 威斯康星大学睡眠研究员chiara cirelli和giulio tononi认为，动物需要学习，以便在醒来时解决各种新闻。 因为突触之间的联系在大脑的记忆学习中起着重要的作用，所以在觉醒时突触的联系会更加紧密。 由此使突触不会过度饱和，而且筛选任何大脑都不需要神经信号和记忆，因此动物需要在睡眠中减弱突触连接，抵消觉醒时的突触强化，让大脑反复学习新鲜事物。 tononi推测:“睡眠是消除记忆的比较有效的方法，对大脑有益。” 另一个研究小组发现了能够进入不常使用的突触，破坏相互连接的蛋白质。 然后研究小组发现，该蛋白质在腺苷水平最高的时候发挥作用。 那个时候，人们可能从冷静变成了睡眠状态。

关于这种物质是如何发挥作用的还有很多研究，研究者正在努力从其他研究立场探索睡眠压力和睡眠的本质。 筑波研究所的研究者yu hayashi率领的研究小组正在破坏实验小鼠大脑中特定的脑细胞群，这个过程有可能产生惊人的效果。 这些实验小鼠在即将进入快速眼动睡眠状态(就像哭泣的婴儿的父母发生的那样)之前，反复醒来，会产生严重的快速眼动睡眠压力，需要通过下一个睡眠周期来弥补。 但是，如果实验小鼠的大脑中这个特定的细胞被破坏，就不需要弥补，有可能会错过快速的眼动睡眠。 当然，实验小鼠的大脑是否受到损伤是另一个问题，小组正在测试快速眼动睡眠如何影响实验小鼠在识别测试中的表现。 这个实验表明，在快速眼动睡眠时，这些细胞和他们所属的一点电路有可能记录睡眠压力。

柳泽本人特别热衷于几位数的大型研究项目。 例如，筛选成千上万的蛋白质和细胞受体，搞清楚它们的作用是什么。 事实上，20年前，这样的项目使他进入了睡眠科学行业。 他和他的合作者发现了一种叫orexin的神经递质后，注意到没有这种物质的老鼠在睡眠中持续烦躁不安。 发作性睡眠症患者体内也缺乏这种物质，这一见解有助于疾病的基础性研究。 实际上，筑波研究所的一组化学家正与制药企业合作调查模拟食欲素的疗效。

最近，柳泽和合作者正在进行一个大规模的项目，以筛选和揭示与睡眠相关的基因。 实验中的所有小鼠都暴露在引起基因变异的环境中。 这些老鼠有专用的脑电波传感器，可以蜷缩在木屑里，忍受睡眠压力，但研究者用机器记录实验老鼠的脑电波。 迄今为止，已有8000多只小鼠在注意中瘫痪。

当一只老鼠睡得很奇怪的时候，比如睡得很久很冷静的时候，或者睡得很久的时候，研究者会深入研究基因组。 如果知道可能是引起这种状况的变异基因的原因，就对实验小鼠实施同样的变异，研究变异为什么会妨碍睡眠。 许多非常有成果的研究者在果蝇等生物体中进行了多年的研究，取得了很大的进展。 但是，与果蝇相比，实验小鼠的价格燃烧得最多，但是研究人员可以像人类一样读取实验小鼠的脑电波。

几年前，这个小组发现了一只似乎无法摆脱睡眠压力的老鼠。 脑电波显示他的大脑很累，许多遭受同样突变的老鼠表现出同样的症状。 “与正常的实验问题相比，这个突变体比正常人振幅高的睡眠波有所增加。 永远睡眠不足，”柳泽说。 突变存在于一种叫sik3的基因中。 异体觉醒的时间越长，sik3蛋白质积累的化学标记越多。 年，研究者在《自然》上发表了关于sik3突变体和另一个睡眠突变体的论文。

虽然sik3与睡眠的关系还不完全清楚，但兴奋地观察到突变小鼠体内蓄积的酶，例如沙漏之类的酶倒在沙漏的底部。 柳泽先生说:“我确信对我们自己来说，sik3是睡眠物质之一。”

在研究者多次探索睡眠科学未知行业的过程中，这些发现像闪光灯一样照亮了前进的道路。 但是，如何相互连接、如何相互作用，现在的研究者还不清楚。

研究者对此抱有很大的希望。 第二年或第二年一切都可能明朗。 但是，可能会比你想象的要早。 国际综合睡眠研究所的一楼排列着装有实验小鼠的塑料箱，其中的小鼠醒着或正在睡觉。 和我们所有人一样，他们的大脑里也隐藏着秘密。

来源：安莎通讯社