人为什么要睡觉？科学家给出了进一步的答案

人类生命的三分之一是在睡眠中度过的，像苍蝇、蠕虫甚至水母这样的无脊椎动物都可以睡觉。在整个进化过程中，睡眠对于所有具有神经系统的生物来说都是普遍且必不可少的。然而，你有没有想过我们为什么要睡觉？事实上，科学家多年来一直在寻找答案。根据11月18日发表在《分子细胞》杂志上的一项新研究，以色列贝勒大学的研究人员发现，大脑中的PARP1蛋白就像一根“天线”，可以向大脑发送时间信号，帮助睡眠，修复DNA损伤。这一发现离解开这个谜又近了一步。

当我们清醒的时候，体内的稳态睡眠压力会增加，而且保持清醒的时间越长，这种压力就会越大。在清醒时，紫外线、神经元活动、辐射、氧化应激等因素会导致神经元中的DNA不断受损。然而，大脑中过度的DNA损伤会带来危险，睡眠可以“召唤”DNA修复系统。

斑马鱼睡眠时的神经活动特点与人类相似，是研究睡眠的对象。通过斑马鱼实验，研究人员确定DNA损伤的积累是睡眠的驱动因素。当DNA损伤的积累达到最大阈值时，稳态睡眠压力增加到触发睡眠的冲动，于是鱼进入睡眠。随后的睡眠促进DNA修复，从而减少DNA损伤。

研究还发现，至少需要6个小时的睡眠才能减轻稳态睡眠压力，修复DNA损伤。

那么，大脑中的什么机制告诉我们：该睡觉了？研究发现，PARP1蛋白是DNA损伤修复系统的一部分，是最早做出快速反应的蛋白之一。它可以标记细胞中DNA损伤的位置，并“招募”所有相关系统来清除DNA损伤。

通过遗传和药理操作，PARP1的过表达和敲低(下调)实验表明，增加PARP1不仅能促进睡眠，还能增加睡眠依赖修复。相反，抑制PARP1会阻断DNA损伤修复的信号。结果这些鱼没有完全意识到自己累了，所以没有进入睡眠模式，DNA损伤没有及时修复。同样的实验结果也在老鼠身上得到了验证。

这一新发现描述了如何在单细胞水平上解释睡眠的“事件链”。这一机制可以解释睡眠障碍、衰老与帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的关系。研究人员认为，未来的相关研究将扩展到更多的其他动物，包括人类的低等无脊椎动物。