睡覺，人之生存根本，萬物共享之習性。飛禽走獸魚蟲，只要體內有神經系統(tǒng)就都少不了睡眠的調劑。如果仔細探究，睡覺實質上有悖常理，不利于生存和進化。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
大多數人都認同，睡覺是為了造福大腦或神經系統(tǒng)，睡眠期間的“腦狀態(tài)”表現(xiàn)為神經元網絡之間的相互作用。睡覺對于學習和記憶的重要性也是老生常談，睡眠不足會導致表現(xiàn)不佳、成績變差。
然而Appelbaum教授和他的團隊則認為最直接受益于睡眠的是單個神經元，這樣才能解釋為何水母、蠕蟲之類神經網絡非常簡單的生物也要睡覺。單個神經元之間彼此連接成為網絡，整個神經元網絡也就因此獲得裨益。
“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團隊開始尋找合適的動物模型。對活體哺乳動物的單個神經元進行研究頗具挑戰(zhàn)，因為大腦之外有顱骨保護，要想接觸到腦體就已經很復雜。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，而結構與功能又與人腦一致，因此是研究單個神經元實時變化的不二之選。
睡眠促進神經元內DNA修復
借助多種工具，科學家成功做到了無創(chuàng)觀察活體動物中的單個細胞。應用這種技術，研究人員在觀察斑馬魚單個神經元的活動時得到了突破性的進展。實驗結果如下：
發(fā)現(xiàn)1：
生物體的各種細胞中每時每刻都在發(fā)生DNA損傷，對應的修復機制也不少。神經元內DNA損傷的特殊之處在于，生物體清醒的時候，修復速度 損傷速度，因此損傷會不斷增加，只有在睡著的時候，修復過程才能占上風。
睡眠剝奪會加劇神經元中的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，只有在神經元中睡眠與修復才密不可分。那么神經元又有何特別之處？
神經元是一種非分裂細胞，傳統(tǒng)神經學觀點認為，成年人大腦中的神經元難以再生，所以需要且用且珍惜。但近年來，多項實驗提出了神經元可再生的依據。Appelbaum教授認為，這或許可以解釋我們?yōu)楹芜M化出了睡覺的習慣，“睡覺制造了一段大腦關機的時間，讓神經元能有機會進行檢修和維護，并且這些工作似乎還被強制限定在關機期間完成?！?/p>
發(fā)現(xiàn)2：
PARP1基因是一種“睡眠開關”
PARP1能夠感知并標記神經元中DNA的損傷，當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，當研究人員控制PARP1過表達時，斑馬魚就會進入睡眠狀態(tài)；而當他們調低PARP1表達時，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據對人類壽命又有什么啟發(fā)？
“如果你睡的不好，神經元內的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)加劇很可能會導致細胞死亡，最終帶來各類神經退行性疾病。”
“我們的實驗證明了慢性睡眠剝奪和與DNA損傷存在相關性，而DNA損傷是衰老標志之一，換句話來說，不好好睡覺與加速衰老息息相關?！?不過Appelbaum教授也承認，“此實驗畢竟是以斑馬魚為對象，對于人體，暫時還很難去調控DNA損傷以觀察其對睡眠的影響?！?/p>
睡多久才足以修復DNA呢？
多年來，關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，他對于斑馬魚應該睡多久很有把握。
斑馬魚對光線非常敏感，因此通過調節(jié)亮度就能控制它們清醒或睡著。在實驗中，Appelbaum團隊發(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損傷就會恢復到正常水平。因此對于斑馬魚而言，6小時是能滿足DNA修復的最佳睡眠時長。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的修復效果進一步提升。
睡眠研究的未來方向
仍有許多問題留待Appelbaum教授和他的團隊繼續(xù)探索。例如，大腦如何得知某一特定神經元中的DNA需要修復？并非每一個神經元細胞都與睡眠直接掛鉤，因此Appelbaum教授猜測，細胞損傷存在一定閾值，當足夠多的神經元累積損傷達到這一閾值時，大腦就會收到信號進入睡眠，為修復工作創(chuàng)造條件。
另一個問題有關我們睡著時仍然活躍的神經元，例如那些控制做夢的神經元，它們又在何時休息？“也許我們清醒時，這類神經元就在休息”，Appelbaum教授說，“下一步我們會在其他脊椎動物中復制斑馬魚實驗，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)院合作進行人體實驗，探究實驗結果是否也能應用到人類身上?！?/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，躺著就可以邁向長壽，何樂而不為？
