睡眠可以增加大脑的可塑性,科学家从果蝇的

我们知道，当远古人类和动物们在陷入睡眠的时候，它们就没法察觉周围的危险，很有可能会被天敌捕食。问题来了，为什么人和动物宁可冒着被吃掉的风险，也要睡觉？为什么几亿年来自然界几乎没有进化出不用睡觉的动物？

事实上，睡眠对于动物的生存来说是至关重要的。就像如果不能进食动物们就无法生存一样，如果不能睡觉，它们也同样无法生存。如果不能得到充足的睡眠，动物的机体就没法休息，无法有序地进行新陈代谢，大脑皮层的神经元也没法进行有效的信息整理。

总而言之，睡眠对人类和动物来说，都是必须的。最近发表在《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上的一项新研究，再次强调了睡眠对大脑的意义——进行这项研究的科学家认为，睡眠是一种进化工具，增加大脑的可塑性，帮助动物去适应具有挑战性的新环境。在这项研究中，来自美国圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员，剥夺了果蝇的飞行能力后，他们发现这些果蝇是通过睡眠来适应无飞状态的。

“我们知道睡眠与创造力和洞察力有关，”神经科学教授保罗·肖博士（PaulShaw）说：“你有没有在睡前思考过一个问题，当你醒来时，你突然找到了答案？如果你发现自己身处一个危险的环境中，或者处于一种不知如何应对的境地，睡眠可能可以帮助你度过难关。”

果蝇的睡眠看起来很像人的睡眠。小果蝇需要大量睡眠，但随着年龄的增长，它们对睡眠的需求减少。果蝇摄入咖啡因后会变得更警觉，而摄入抗组胺药后则昏昏欲睡。如果有一天你让一只苍蝇保持了很长时间的清醒，它会在第二天睡得更多。这些相似之处表明，果蝇的睡眠习惯可能揭示了人们的睡眠习惯。为了探索具有挑战性的环境与睡眠之间的关系，肖和他的同事克里希纳·梅尔纳图尔（KrishnaMelnattur）博士剥夺了果蝇的飞行能力。

幼蝇从蛹壳中出来后的前半小时左右，必须展开翅膀，否则它们的翅膀会发育不好。研究人员把一些新生的果蝇放在小容器里，这样它们就无法展开翅膀，他们还对另一组果蝇进行了基因改造，使这些昆虫的翅膀无法展开。这两种情况都将使新生的果蝇永远无法飞行。此外，研究人员还剪掉了第三组苍蝇的翅膀，使其无法飞行。实验结果表明，在所有情况下，面对无法飞行的情况，这些动物都比平时睡得多。

在随后的实验中，研究人员追踪了神经回路，该回路向大脑发出信号，表明当翅膀不起作用的时候，神经回路触发了更多睡眠的冲动。梅尔纳图尔博士说：“当我们鉴定出被切下翅膀的成年果蝇的被激活的神经元时，我们发现这些神经元与其他两组幼年果蝇的神经元是相同的。”

研究人员说，从进化的角度来看，翅膀损伤和翅膀发育受阻通过相同的神经回路与睡眠联系在一起是有意义的。这种回路在幼小的苍蝇中很活跃，因为它们发育中的大脑需要睡眠，因为动物会展开翅膀，学会飞行，并开始在周围的世界中导航。

肖博士认为：“当一些事情迫使成年苍蝇适应一种新的常态时，整个电路可以在以后的生活中重新启动。突然间，它的大脑需要像年幼时一样灵活。它不能再飞了，但它仍然需要食物，它需要竞争配偶，它需要避免死亡，因此它们必须重新去适应环境。我们认为睡眠能增强苍蝇生存所需的大脑可塑性。”

人们的睡眠时间差异很大。有些人每晚只需要睡五个小时；有些人则需要九个小时。睡眠是一个古老的过程，我们已经进化出改变睡眠-觉醒平衡的机制，来帮助我们满足我们适应新环境的需要。但是如果这些机制被不适当地激活，比如说被一个引发创伤后应激障碍的创伤事件激活，它会造成你睡得太多或太少，不再符合你的需要的情况，然后你就会出现睡眠障碍。

回到开头的问题，为什么人和动物宁可冒着被吃掉的风险，也要睡觉？因为在万物竞争的自然界，远古人类和动物们经常需要面对新的环境或新的常态，它们必须通过睡觉来增加大脑的可塑性，进而适应这一切。

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