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当睡神许普诺斯降临时，人就会昏昏欲睡撰文 徐敏（中科院神经科学研究所研究员）夜阑更深后，我们昏昏欲睡，逐渐进入梦乡；曙光初照时，我们精神抖擞，开启新一天的生活。 黑夜女神倪克斯雕像，柏林佩加蒙博物馆馆藏[1] 01睡眠的奥秘一直很有趣从古至今，人们都试图揭开睡眠的奥秘， 试图了解合上双眼后的身体 究竟发生了什么。 古希腊人对睡眠现象 给出了一个浪漫的解释—— 每当黑夜女神倪克斯（Nyx）拉下夜幕时， 其子睡神许普诺斯（Hypnos）就会 吩咐侍者从冥界到大地上 诱使人类入睡， 而个性格各异的 梦神俄尼里伊（Onirii）们 则会化身为不同的梦境造访凡人。 我们中国人也借周公姬旦之名 整理了一部《周公解梦》流传至今， 书中列举种种梦境， 并据此预测吉凶。 然而，这些古代民间故事仅止步于 对睡眠现象的记录与臆想， 其中对睡眠机制的解释缺乏客观依据， 且难以被重复验证[1]。 从左到右分别为约翰·戴维、冯·埃科诺莫和汉斯·伯格 直到19世纪， 睡眠研究才开始步入科学的正轨。 年，英国医生约翰·戴维（JohnDavy） 开始研究睡眠与体温的关系； 其后，罗马尼亚神经学家 冯·埃科诺莫（VonEconomo）推测 下丘脑是负责调控睡眠-觉醒的重要脑区； 年，德国精神科医生 汉斯·伯格（HansBerger）首次在头皮上 记录到脑电活动（EEG）， 极大地促进了睡眠科学的发展。 近几十年来，睡眠探索又 取得了不少科学发现， 但仍未能揭示睡眠的本质。 时至今日， 睡眠的奥秘依然是一个有趣的谜。 02已知的睡眠年，瑞士科学家 AlexanderBorbély 将睡眠-觉醒调控的主要因素概括为 睡眠稳态和生物节律[2]。 其中，睡眠稳态是睡眠-觉醒周期 最重要的特征， 描述了睡眠-觉醒之间的动态平衡。 通俗地讲，睡眠稳态就是 随着觉醒时间的延长， 我们的睡眠压力（想睡觉的需求） 越来越大； 而随着睡眠时间的延长， 白天积累的睡眠压力 逐渐得到释放。 目前认为，包括腺苷在内的一些代谢分子 和蛋白磷酸化等胞内生化过程 介导了觉醒期间睡眠压力的升高[3]。 近年来，得益于研究手段的革新 （包括分子遗传学技术、 神经细胞分型技术、 以钙成像为代表的光学记录技术、 大规模电生理记录技术、 基于光遗传或化学遗传的 时空特异的神经操控技术等）， 我们实现了 对神经活动更精细的观察和操纵， 揭示了大脑内不同脑区中 特定种类神经元在 睡眠-觉醒调控中所起的作用。 上行网状激活系统主要负责觉醒调节[4] 此外，我们还发现 大脑在睡眠中并不是“关机”了， 而是“切换了工作模式”： 在分子层面， 许多与细胞修复相关的基因转录 和蛋白合成在睡眠中都相对活跃， 很可能是在修复一些 觉醒期间积累的损伤[5]； 在细胞层面， 睡眠中突触结构被重塑， 部分突触连接被弱化从而 删除无用信息，保证次日的学习能力[6]； 在环路层面， 睡眠中仍有许多脑区 处于兴奋的状态， 甚至睡眠本身的维持也有赖于 睡眠相关环路的正常工作[7]。 大脑也需要定时地“洗澡”，图片来自MICHAELMORGENSTERN 此外，大脑的“夜班工作内容”还包括 脑脊液流动以清除大脑代谢废物[8]， 脑垂体前叶分泌生长激素[9]， 海马神经元再现觉醒期活动 以巩固记忆[10]等。 03未知的睡眠不可否认的是， 睡眠领域内仍存在着 一些悬而未解的经典疑问， 睡眠前沿的科研进展也 引发了许多新的深层思考。 我们为什么需要睡眠？ 睡眠的主要功能是什么？ 睡眠-觉醒周期又是如何被调控的？ 我们为什么会做梦？梦的功能又是什么？ 目前，我们对这些睡眠科学 最基本的问题还没有明确的答案。 在众多未解的睡眠奥秘中， 一个重要的问题是 睡眠的终极功能是什么？ 脑子其实也是需要睡觉的，图片来自dana.org睡眠是动物界普遍存在的一种行为， 低等如水母，高等如人类， 只要是活的动物， 就有睡眠或者类似睡眠现象的存在。 这种演化上的保守性 也从侧面反映了睡眠行为的重要性。 芝加哥大学的睡眠生物学家 AllanRechtschaffen教授曾经说过： “如果睡眠行为 没有至关重要的功能， 那它将是生物演化史上 最严重的一个错误”。 试想一下，如果睡眠行为无益无功， 我们岂不是白白浪费了 三分之一的人生？ 遗憾的是，我们现在仍不清楚 睡眠行为的核心作用和目的。 睡眠是动物界普遍存在的一种行为[11] 另一方面，睡眠障碍是 一类越来越常见的疾病， 给社会带来了沉重的负担。 据统计，大约有20%的车祸 直接或间接地与睡眠障碍相关， 在美国每年由此带来的经济损失 超过亿美元[12]。 睡眠障碍包括60余种 影响睡眠质量、睡眠节律 或睡眠时长的疾病， 并可能影响患者白天的工作和生活。 依照现行的 《国际睡眠障碍分类》（ICSD-3）， 睡眠障碍主要分为 昼夜节律睡眠-觉醒障碍、 失眠、中枢性睡眠增多、 睡眠相关呼吸障碍、 异态睡眠、睡眠相关运动障碍等[13]。 此外，阿尔茨海默症等神经系统相关疾病 也可能影响患者原本正常的睡眠。 目前我们对于大多数睡眠障碍 并没有特效疗法， 一个主要的原因就是我们 对大脑调控睡眠-觉醒机制的 理解还不够透彻。 从这个角度上讲， 研究“睡眠-觉醒是如何被调控的”这一问题 也具有重要的临床意义和社会价值。 04未来的睡眠当我们对大脑调控 睡眠-觉醒的机制 有足够深入的理解之后， 我们或许可以对 未来的睡眠控制有所期待。 一方面，通过对睡眠行为的深入理解， 我们可以为临床上大量 睡眠相关疾病的治疗 提供一些理论基础和参考思路。 我们或许能够让失眠患者 得到更加安全有效的治疗， 让发作性睡病患者在白天 能够正常工作生活， 甚至有望让创伤后应激障碍（PTSD）的患者 自定义梦境以摆脱梦魇困扰。 另一方面，虽然我们不太可能 做到完全不用睡觉， 但是我们或许可以 提高睡眠的效率和质量， 缩短每日所需的睡眠时间。 此外，我们或许还可以实现 更加灵活的睡眠时间管理。 例如，出于工作、旅行或其他需要， 我们有时会前移或推迟睡眠时间。 目前常用的方法包括褪黑素促眠 和咖啡因提神等， 但效果有时不尽如人意 且往往伴有副作用。 当我们对大脑调控睡眠-觉醒的机制 有足够深入的理解之后， 未来睡眠管理的效率将大幅度提高， 我们还可能在条件允许时预存或补充睡眠， 相关的副作用也会大大减少。 05人人的睡眠睡眠绝不只是 科学家或医生应该关心的事。 人人享有睡眠， 也有权利和责任去了解、维护自己的睡眠。 目前许多可穿戴设备及手机应用 已经可以帮助我们更好地记录睡眠， 提示可能存在的睡眠障碍。 但如何预防睡眠相关疾病、 发现睡眠问题后又如何改善、 如何与医生合作治疗等， 都需要利用科学的睡眠知识。 卢梭笔下的《睡着的吉普赛女人》 据统计，我国有近40%的人 曾遭受失眠的困扰[14]。 这其中很大一部分人可能不是 因为患有顽固的慢性失眠， 而是因为缺乏科学睡眠的基本知识， 或者缺乏学习科学睡眠知识的途径。 尤其值得注意的是， 目前关于睡眠的科普信息真伪难辨， 鱼龙混杂，缺乏可信的来源。 以上也是我们作为睡眠基础研究工作者 积极参与睡眠科普的原因。 我们计划普及科学睡眠知识， 分享睡眠研究进展。 一方面，我们希望能够通过 经科研或临床专业人士审核的科普内容， 倡导健康的生活方式， 帮助大家提高日常睡眠质量。 另一方面，也希望通过对领域进展的梳理， 让睡眠科研工作者及临床医生 对前沿研究有更多的思考， 更好地启发后续工作。 注：本文转载自中科院神经科学研究所研究员徐敏的 |
