动物为什么需要睡觉？新研究给出解释

　　对于许多生物而言，睡眠都是普遍存在而且必不可少的。不过，动物为什么要睡觉？人类为什么要“浪费”三分之一的生命来睡觉？

　　在《Nature Communications》近日发表的一项研究中，以色列巴伊兰大学（Bar-Ilan University）的研究人员发现睡眠具有一种意想不到的作用。他们认为，这可以解释睡眠障碍如何影响大脑表现、衰老及各种脑部疾病。

　　在斑马鱼中使用3D延时成像技术，研究人员能够在单染色体分辨率上定义睡眠，并且首次发现单个神经元需要睡眠才能进行细胞核维护。在这之前还没有保守的分子标记来定义各个物种的睡眠细胞。

　　DNA损伤可能由多个过程引起，包括辐射、氧化应激等。这项研究表明，在人们清醒的时候，染色体动力学较低，DNA损伤会不断累积并达到不安全水平。 资深作者Lior Appelbaum表示，DNA损伤的累积是“清醒的代价”。

　　睡眠的作用是增加染色体动力学，让单个神经元中DNA损伤水平正常化。显然，这种DNA修复过程在清醒状态下效率不高，需要大脑输入减少的睡眠状态才能发生。

　　Appelbaum打了一个形象的比喻。“这就像道路上的坑坑洼洼，”他说。“道路不断磨损，特别是在白天的高峰期。只有在晚上车辆稀少的时候修理它们，才是最方便且最有效的。”

　　由于斑马鱼是透明的，并且其大脑与人类大脑非常相似，因此它们成为研究单细胞的完美生物。利用高分辨率显微镜，研究人员可观察细胞内DNA和核蛋白的运动。研究结果表明，染色体动力学是定义睡眠细胞的潜在标志物。他们同时提出，睡眠的功能是细胞核维护。

　　“尽管对周围环境的警觉度降低，但各种动物 – 从水母到斑马鱼到人类 – 都必须睡觉，才能让神经元进行有效的DNA修复，这可能是睡眠进化的原因，也是睡眠在动物界如此保守的原因，”Appelbaum总结道。