動物為什么需要睡覺？新研究給出解釋

　　對于許多生物而言，睡眠都是普遍存在而且必不可少的。不過，動物為什么要睡覺？人類為什么要“浪費”三分之一的生命來睡覺？

　　在《Nature Communications》近日發表的一項研究中，以色列巴伊蘭大學（Bar-Ilan University）的研究人員發現睡眠具有一種意想不到的作用。他們認為，這可以解釋睡眠障礙如何影響大腦表現、衰老及各種腦部疾病。

　　在斑馬魚中使用3D延時成像技術，研究人員能夠在單染色體分辨率上定義睡眠，并且首次發現單個神經元需要睡眠才能進行細胞核維護。在這之前還沒有保守的分子標記來定義各個物種的睡眠細胞。

　　DNA損傷可能由多個過程引起，包括輻射、氧化應激等。這項研究表明，在人們清醒的時候，染色體動力學較低，DNA損傷會不斷累積并達到不安全水平。 資深作者Lior Appelbaum表示，DNA損傷的累積是“清醒的代價”。

　　睡眠的作用是增加染色體動力學，讓單個神經元中DNA損傷水平正常化。顯然，這種DNA修復過程在清醒狀態下效率不高，需要大腦輸入減少的睡眠狀態才能發生。

　　Appelbaum打了一個形象的比喻。“這就像道路上的坑坑洼洼，”他說。“道路不斷磨損，特別是在白天的高峰期。只有在晚上車輛稀少的時候修理它們，才是最方便且最有效的。”

　　由于斑馬魚是透明的，并且其大腦與人類大腦非常相似，因此它們成為研究單細胞的完美生物。利用高分辨率顯微鏡，研究人員可觀察細胞內DNA和核蛋白的運動。研究結果表明，染色體動力學是定義睡眠細胞的潛在標志物。他們同時提出，睡眠的功能是細胞核維護。

　　“盡管對周圍環境的警覺度降低，但各種動物 – 從水母到斑馬魚到人類 – 都必須睡覺，才能讓神經元進行有效的DNA修復，這可能是睡眠進化的原因，也是睡眠在動物界如此保守的原因，”Appelbaum總結道。