它們幾乎一輩子都不睡覺，卻活得好好的……

知識 02-28

圖片來源：KAITLIN O』TOOLE

撰文 | 李曉慧

睡覺，是動物王國、人類世界普遍的現象。從小到大，我們時常被教育要有充足的睡眠時間。不過對於究竟需要多久的睡眠，才能保證基本生存？不同的個體之間睡眠時間有多大的差異？這些問題卻並沒有準確的答案。

最近，倫敦帝國理工學院的科學家團隊對果蠅的睡眠進行了研究。他們發現了一個驚人的現象：在一千多隻果蠅中，在睡眠不被打擾的情況下，有的果蠅一天睡10小時，而有的果蠅一天只睡幾分鐘。在動物世界中，還從未發現過個體睡眠時間的差異可以如此之大，也未發現過任何動物在保證生存的情況下，睡眠時間可以如此之短。

之後的研究更加令科學家們震驚。他們在果蠅的整個生命周期對其實施了睡眠剝奪試驗。類似的試驗曾對狗、大鼠、蟑螂造成了致命的影響，令其壽命大幅縮短。但是這次試驗中，剝奪睡眠對果蠅壽命的影響並不明顯。

這項研究發表在近期的《科學·進展》雜誌上。研究人員認為，該研究或許可以讓我們重新審視睡眠的作用。論文的作者之一，倫敦帝國理工學院教授Giorgio Gilestro認為，或許睡眠所發揮的作用可以在非常短的時間內完成。因此，只需要很少的睡眠就可以讓生物存活。

致死的睡眠剝奪

普通人的一生中，幾乎有三分之一的時間都在睡覺。當然，這個時間沒有完全被浪費。此前的研究表明，睡眠對記憶和學習、新陳代謝、情緒健康等都有積極的作用。

為了研究睡眠是不是維持生命必不可少的要素，研究人員通過動物試驗來追蹤睡眠剝奪對健康和生存的影響。例如，在大鼠中，睡眠剝奪是致命的。芝加哥大學的Allan Rechtschaffen曾經進行過一項研究，他將大鼠放在一個轉盤上，下面則是一盆水。科學家通過腦電波監測大鼠的困意，每當它們打瞌睡時，就會因離心力而落入水中，重新進入清醒狀態。在這個過程中，大鼠出現了很多病症，包括體溫異常、食慾增加的情況下體重不增反降。大約1個月後，所有的大鼠都死了。

剝奪大鼠睡眠的試驗裝置。（圖片來源：wikipedia）

在人類中，那些受到致死性家族失眠症影響的人，在出現癥狀的幾個月內都無法入睡，進而死亡。

這些睡眠剝奪的案例似乎證明，不睡覺是致命的，但仍有很多人對此存疑。在致死性家族失眠症的情況中，很難說是睡眠不足導致了死亡，還是由於疾病引起的神經元壞死而導致了死亡。而大鼠試驗也存在問題：究竟是緊張還是失眠導致了死亡？因此，科學家還需要更多的研究來驗證睡眠與健康、壽命的關係。

一輩子都被剝奪睡眠的果蠅

此前曾有不少研究關注睡眠時間較短的果蠅，但卻從未發現過每天睡眠僅幾分鐘的果蠅。在此次研究中，研究人員將每隻果蠅單獨放於一個裝有食物的試管中，用計算機輔助追蹤技術和機器學習來記錄果蠅的行為。這種方法可以記錄果蠅在試管中的每一個位置，並且區分它是否在睡覺。在分析了881隻雌性果蠅、485隻雄性果蠅的睡眠之後，研究人員發現，不同果蠅的睡眠長度分布範圍很廣，長的可以達到10小時，短的卻僅有幾分鐘。當它們被轉移到新的環境中時，他們的睡眠量與過去的睡眠習慣基本一致，因此，研究人員認為果蠅個體的睡眠量是天生的。

看到這些天生幾乎不需要睡眠的果蠅之後，研究人員希望了解剝奪果蠅睡眠是否會影響其生存。他們使用計算機輔助監控果蠅的行為，當發現果蠅靜止達到20秒時，就會輕輕轉動試管，中斷它們的睡眠。一般果蠅的生命周期為兩個月左右，在這段時間，果蠅被剝奪了睡眠。不過，睡眠剝奪對大鼠和人類帶來的致命影響，似乎沒有體現在果蠅身上。它們的壽命僅有幾天的下降。

睡眠是必需品嗎？

研究人員認為，要說明睡眠是不是必不可少的生理需求，要先回答一個基本問題：我們是否能夠找到一種不需要睡眠就能夠生存的動物？論文作者認為，基於果蠅試驗的數據，這個問題的答案是肯定的——對於他們試驗中所使用的野生型黑腹果蠅，睡眠並不是必不可少的。但是研究人員也認為，這並不意味著現實生活中的動物能夠離開睡眠而存活。

首先，很多研究表明，睡眠剝奪與嚴重的生理和認知下降有關。當果蠅處於捕食和競爭的環境中時，睡眠剝奪可能是致命的。就像沒有翅膀的果蠅在實驗室中可以生存，但是在野外卻幾乎必死無疑。另外，作者也認為，他們的試驗並不能讓果蠅一點睡眠都沒有，也許20秒的短暫睡眠就足以保證果蠅最重要的生存需要。

基於這樣的想法，研究人員提出了對睡眠的新看法。他們認為，睡眠總量也許可以分為三部分：重要的、有用的和附屬的。

他們將睡眠與進食進行了類比：我們在吃東西的時候，必需攝入一定數量的卡路里才能保證存活，這是重要的；我們需要再稍微多攝入一些，以獲得更多的功能，這是有用的；我們也可能純粹因為好吃，而額外攝入，這是附屬的價值。Giorgio Gilestro教授認為，不管睡眠在維持基本生存方面發揮了哪些作用，它很可能只需要非常短的時間，這樣僅需要很少的睡眠就能夠維持生物體的基本生存。

參考鏈接：

https://www.gwern.net/docs/algernon/1995-rechtschaffen.pdf

http://advances.sciencemag.org/content/5/2/eaau9253

https://www.nytimes.com/2019/02/20/science/sleep-deprivation-flies.html

https://www.nature.com/articles/376434a0

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19643131

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