2019-03-11 19:08:07
為何睡眠如此重要?為何人類要“浪費”約三分之一的生命用于睡眠?為何動物寧可冒著來自捕食者的威脅也要“睡個好覺”?以色列的一項新研究發(fā)現(xiàn),這是因為動物需要在睡眠時完成神經(jīng)元DNA(脫氧核糖核酸)修復。
盡管科學家早已發(fā)現(xiàn)睡眠對所有進化出神經(jīng)系統(tǒng)的動物都至關重要,包括蒼蠅、蠕蟲、水母等無脊椎動物,但個中具體原因一直是未解之謎。以色列巴伊蘭大學研究人員在新一期英國《自然·通訊》雜志上報告說,該校研究人員用斑馬魚模型實施了動物實驗,他們的研究可以解釋睡眠及睡眠紊亂如何影響大腦活動、老化及各種腦功能失調(diào)。
斑馬魚身體透明,大腦神經(jīng)與人類相似,是觀察單個神經(jīng)元變化的理想模型。研究人員用一種被稱為“3D延時成像”的技術和高分辨率顯微鏡觀察斑馬魚腦部發(fā)現(xiàn),在斑馬魚清醒時,神經(jīng)元DNA的雙鏈斷裂不斷積累;而在夜晚休息時,斑馬魚神經(jīng)元的染色體更活躍,而染色體活性增加會提高神經(jīng)元DNA損傷修復效率。
大腦的神經(jīng)元DNA損傷可以由多種原因引起,例如輻射、氧化應激反應甚至是神經(jīng)元活動等。目前研究表明,在清醒狀態(tài)下,大腦神經(jīng)元的DNA損傷會持續(xù)積累并達到不安全水平。
研究人員解釋說,這一研究找到了睡眠、染色體動力學、神經(jīng)元活動及DNA損傷之間的生理相關性。睡眠的重要作用是增加染色體活性,使神經(jīng)元DNA損傷得到修復。動物清醒狀態(tài)下,這種DNA修復過程不夠有效,只有睡眠期間、大腦信息刺激減少的狀態(tài)下才能有效發(fā)生。
領導這項研究的巴伊蘭大學生命科學教授阿佩爾鮑姆將DNA損傷的積累稱為“清醒的代價”。“這就像道路上的坑洞,”阿佩爾鮑姆解釋說,“道路的磨損會不斷積累,尤其在白天的高峰時段,在夜間道路暢通時修路是最方便有效的做法。”
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