为什么动物会睡觉？为什么我们人类会把生命长度的三分之一都用来睡觉？为什么有些人一天只需要睡一两个小时就可以保证清醒时刻的精力？为什么每个人需要的睡眠时间略有不同？
最近Bar-Ilan 大学的研究者对睡眠功能做出了全新且令人拍案叫绝的解释。他们想要解释睡眠以及睡眠障碍是如何影响脑部功能，影响认知功能减退和多种脑部疾病的。他们使用活的斑马鱼作为实验对象，利用3D延时成像技术追踪单个染色体的功能影像，并成功发现单个神经元也需要睡眠来保证细胞核的稳定性。
图示：红色部分为染色体的动态图像，绿色部位是脑神经元动态活动来源为David Zada
众所周知，很多物理或者化学过程会造成DNA损伤，不光是常见的物理辐射、氧化应激反应会引起损伤，就连神经元的活动本身也会导致DNA 损伤。幸好，机体细胞内早就存在一套成熟的自动修复损伤的机制。之前的很多研究都发现，当机体处于清醒状态时，染色体自身活性会降低，DNA 损伤会逐渐累积甚至产生不可逆的损伤。
不过在睡眠过程中，细胞内染色体的活动度会相应增加，而且每个神经元中DNA损伤的水平也趋于稳定。也就是说清醒“在线”状态时DNA损伤修复过程会变“迟钝”，而当我们“离线”睡着时，大脑减少了所谓的“信息输入”，细胞内的DNA就可以有足够的时间修复自身损伤。打个比方，这就像拥挤的交通线路每天都会经受过往车辆的“碾磨”，白天是出行高峰，车流量较大，维修工人很少在这个时间段选择修理破损的路面，因为可以封路“修正”的机会少之又少，而晚上车流量明显减少，这样工人维修起来就更方便快捷安全。
研究员Appelbaum称DNA损伤的累积是我们拥有的“清醒的代价”。他们的研究团队假设睡眠过程中可以增强单个神经元核物质的稳定性并想进一步验证该假设。
幸运的是他们通过建立斑马鱼活体模型验证了自己上面的假设——斑马鱼本身透明并且具有与人类相似的大脑，所以就像孟德尔的豌豆一样，这是进行该研究的完美的实验对象。他们得以在生理条件下研究活体动物体内单个细胞的活动。借助高分辨率的显微镜，我们可以清晰得观察到斑马鱼在清醒和睡眠这两个不同阶段细胞内DNA和细胞核蛋白在细胞内的相关活动。令研究人员惊讶的是：斑马鱼神经细胞内的染色体，在斑马鱼晚上休息时，会变活跃，活动也会增加。而且这种活跃使得DNA损伤修复的效率明显提高。
这项研究发现了睡眠——染色体动力学——神经元活动——DNA损伤与修复之间的因果关系，并进一步揭示了生物的睡眠过程有助于减少清醒时大脑中累积的DNA损伤。
尽管睡眠时存在着对环境感知力下降的风险，可能让人类处于危险之中（就像原始人类夜间会轮岗，古代军队夜间出行会睡在地上，以便及时察觉地面的“风吹草动”），但从水母到斑马鱼再到人类这种高级的哺乳动物，“众生皆睡眠”，都需要借助这个过程来对神经元内的DNA损伤进行有效的修复，这可能也是生物睡眠进化的内向驱动力吧，芸芸众生皆是如此。
为了活的更健康，更长久些，与其与进化力量抗衡，我们不如好好的享受这“人生的礼物”——选择一张舒适的床垫，一个温暖的房间，铺上自己喜欢的床单，在想要告别今天沉沉睡去之时，毫不迟疑的躺下来，享受这“整装待发”的神圣时刻。
这是不是让我们更有动力好好睡觉了，哈哈，不过，下一次我们要好好看看到底我们每个人需要几个小时的睡眠，才是“修复工程性价比的最优之选“。
