有的人認為，每天只有睡夠8小時才能維持體力，但也有人說，5個小時足夠白天神采奕奕。其實，睡眠的時間和體力的好壞并沒有必然的關系，睡眠和覺醒過程主要受生物節律和睡醒穩態兩方面的控制，而科學研究已經發現，基因可能與兩者密切相關。
近日，國際期刊Nature在線發表了一項研究，科學家最新發現了兩個基因能夠幫助調節機體深度睡眠時間和做夢的水平。
基因調控“嗜睡”和“無夢”
從上世紀70年代起，科學家就陸續發現了調節人體生物鐘的關鍵基因“per基因” “cycle基因”，此后又有幾十個其他相關的基因被發現，但直到現在他們仍不清楚睡眠和覺醒時長是由哪些基因控制的。
此次，由日本筑波大學教授柳沢正史帶領的團隊，分辨出了兩種影響睡眠與覺醒平衡的基因突變。
一種影響Sik3基因，它使內在睡眠需求增加，導致總的覺醒時間顯著縮短，在這種情況下，非快速眼動睡眠增加。Sik3基因突變的實驗小鼠每天只有不到9個小時時間是清醒的，而正常小鼠的清醒時間約為13個小時；另一種則影響Nalcn基因，使快速眼動睡眠的總量和片段長度縮短，其通過抑制神經元的興奮度，實現對快速眼動睡眠的調節。這些小鼠做夢的時間減少了一半。所以，這兩類小鼠也被稱為“嗜睡型”和“無夢型”。
需要說明的是，快速動眼睡眠和非快速動眼睡眠是睡眠的兩種不同狀態。
快速動眼睡眠，一般被認為是人類可以回想起夢境的做夢時期。此時，大腦皮層處于近乎清醒的狀態，而且此時幾乎不可能有信息傳入大腦，所以這種環境有利于大腦進行記憶整理和固定等信息處理。如果缺少快速動眼睡眠，人們會感到睡眠不足，疲倦、焦慮，而且覺得自己沒有做夢；而非快速動眼睡眠則是深睡眠，腦電活動逐漸變慢，因此它有使大腦皮層充分休息的機能。
極具挑戰性的實驗
東南大學生命科學研究院教授韓俊海在接受《中國科學報》記者采訪時表示，一個復雜的睡眠行為在基因層面是受到調控的，不管是低等動物還是高等動物，這是學界早已有共識的。“科學研究不斷找到睡眠基因并不奇怪，柳沢正史的這項研究之所以受到關注，主要是他的實驗方法和過程。”
該研究團隊采用的是正向遺傳篩選法。它指的是通過生物個體或者細胞的基因組的自發突變或人工誘變，尋找相關的表型或性狀改變，然后從這些性狀改變的個體或細胞中找到對應的突變基因，也就是從表型變化研究基因變化。
韓俊海解釋，這種方法的難點在于，操作過程中需要進行誘變篩選，而且需要有很多實驗個體才能具有可信度，技術周期又很長，要得到預想中的實驗個體非常困難。
因此，大多數有關睡眠基因的研究都用果蠅作為實驗對象。他說，果蠅屬于低等生物，生長周期短，繁殖快，但它的睡眠特性和人類非常相似，每天固定時間入睡，時長基本固定，適合研究表型。這也是為什么目前研究發現的大多數睡眠基因都是從果蠅身上得到的。
不過，該研究團隊研究睡眠基因選擇的是目前并不太常用的實驗動物小鼠，而且一做就是上萬只！
科研人員先是人工誘發雄性小鼠的基因突變，然后與雌性小鼠雜交，并對這些雜交所產生的后代逐一進行篩選。特別需要指出的是，他們對每一只小鼠的腦波和肌肉活動的電生理信號都進行了記錄，從而找出那些睡眠模式發生異常的小鼠，總計考察了8000多只具有隨機基因突變的小鼠。隨后，還需進一步驗證基因突變是造成這些小鼠睡眠異常的原因，最后再在基因圖譜上定位突變基因。這從技術上來講是極具挑戰性的一項實驗。
“這項實驗需要大量的時間和經濟成本，短期內無法出成果，目前國內研究睡眠基因的科研團隊很難支撐這種類型的研究。”韓俊海坦言。
基因治療睡眠障礙
不過，和許多發現睡眠基因的研究一樣，科學家也還無法徹底理解這兩個基因影響睡眠的全部機制。
事實上，人們之所以關心睡眠基因研究，是因為越來越多人受到入睡困難、睡眠質量下降等睡眠障礙的困擾。因此，寄希望于基因研究可以幫助我們認識并解決睡眠障礙問題。然而，科學研究的成果與人們的期待也許并不那么一致。
柳沢正史對媒體表示，從理論上來講，這項研究或許可幫助開發新型的睡眠調節性藥物，由Sik3和Nalcn基因產生蛋白或許就會成為未來新型療法開發的分子靶點。但是，目前并沒有證據將這兩個基因同人類已知的睡眠障礙相連接。
韓俊海向《中國科學報》記者解釋，醫學上是把所有睡眠質量異常及入睡時間異常或者在睡眠時發生的某些臨床癥狀統稱為睡眠障礙，睡眠障礙的影響因素非常復雜，并不是所有睡眠問題都可以從基因層面找到原因和治療方法的。
在內因性睡眠障礙中有一種特殊的病癥，叫作“嗜睡癥”。患有這種病癥的人不是普通意義上的睡覺時間長，而是表現為頻繁地、突然地睡去，發作時肌肉突然癱軟，身體不由自主地倒下。這是一種典型的具有明確的遺傳因素的疾病。
但是，在他看來，困擾大多數現代人的失眠障礙主要是生活、工作破壞了人體的內環境，比如工作壓力、情緒問題、作息不規律等等。這是高度發達的社會所衍生出來的現代病，與基因突變的關系不大。
事實上，許多有睡眠質量問題的人，其核心的基因控制部分并沒有表現異常，那么，也就無法簡單用基因調控的方法解決睡眠問題。相反，攜帶某些睡眠基因的常見變異體的人群，盡管睡眠模式有一定差異，但并不影響人體健康，不屬于睡眠障礙。
“目前睡眠基因的研究主要還是為了從細胞及分子水平認識這種最基本的生物行為。”韓俊海表示，在動物漫長的進化過程中，睡眠這一行為保持了極其穩定的狀態，幾乎很難受到外界環境的影響，我們對睡眠調控機制的了解還十分有限，要從根本上找到睡眠障礙的原因并通過調節來治療仍是目前的一項難題。
