生物科普 人和动物为什么要睡觉？最新研究给出解释

在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，以色列巴伊兰大学的研究人员发现睡眠具有意想不到的效果。他们认为这可以解释睡眠障碍如何影响大脑功能、衰老和各种脑部疾病。

对许多生物来说，睡眠是无处不在且必不可少的。然而，为什么动物会睡觉？为什么人类“浪费”三分之一的生命去睡觉？

在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，以色列巴尔-伊兰大学的研究人员发现睡眠有一种意想不到的效果。他们认为这可以解释睡眠障碍如何影响大脑功能、衰老和各种脑部疾病。

通过在斑马鱼身上使用3D延迟成像技术，研究人员能够根据单个染色体的分辨率来定义睡眠，并首次发现单个神经元需要睡眠来维持其细胞核。在此之前，没有保守的分子标记来定义不同物种的睡眠细胞。

DNA损伤可能由几个过程引起，包括辐射、氧化应激等。这项研究表明，当人们醒来时，染色体动力学很低，DNA损伤会累积并达到不安全的水平。资深作家利奥尔·阿佩尔鲍姆说，DNA损伤的累积是“清醒的代价”。

睡眠的作用是增加染色体动力学，并使单个神经元的DNA损伤水平正常化。显然，这种DNA修复过程在清醒状态下效率不高，需要睡眠状态，减少大脑输入。

阿佩尔鲍姆做了一个比喻。“就像路上的坑洼，”他说。“道路经常被磨损，尤其是在高峰时期。在夜间车辆稀少时，修理车辆是最方便、最有效的方法。”

因为斑马鱼是透明的，它们的大脑与人类大脑非常相似，所以它们成为研究单细胞的完美生物。使用高分辨率显微镜，研究人员可以观察细胞中的DNA和核蛋白的运动。结果表明染色体动力学是定义睡眠细胞的潜在标记。他们还指出睡眠的功能是核维持。

“尽管对周围环境的警觉性降低了，但所有种类的动物——从水母到斑马鱼到人类——都必须睡觉，以便让神经元进行有效的DNA修复，这可能是睡眠进化的原因，也是为什么睡眠在动物王国如此保守的原因，”阿佩尔鲍姆总结道。