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睡眠功能会从大脑构建转向维护

图片来源:Pixabay

对人类和其他动物来说,长期剥夺睡眠的时间,会引发严重的健康问题。但是为什么睡眠对我们的健康如此重要?加州大学洛杉矶分校(UCLA)领导的一个科学家团队回答了这个问题,并首次展示了在大约两岁半时发生的睡眠目的转变。

在两岁半以前,大脑发育十分迅速。在睡眠的快速动眼期(REM),年幼的大脑会忙着建立并强化突触——连接神经元的结构,帮助神经元通讯。

加州大学洛杉矶分校综合生物与生理学的教授、从事睡眠研究超过30年的研究作者Gina Poe说:“不要在快速动眼期唤醒婴儿——他们睡觉时大脑正忙于重要的工作。”

然而,两岁半以后,睡眠的基础目的发生了改变,从大脑构建转变为大脑维护和修复,并在余生保持这项功能,科学家将这项发现发表在9月18日的《科学·进展》(Science Advances)。研究人员说,这种转变与大脑发育的改变有关。

所有动物在清醒时都会自然地受到一定程度的神经损伤,而由此产生的碎片,包括神经元内受损的基因和蛋白质,会堆积并导致大脑疾病。睡眠有助于修复损伤、清理碎片——本质上是清理大脑,取出可能引发严重疾病的垃圾。

图片来源:Pixabay

加州大学洛杉矶分校生态与进化生物学、计算医学教授Van Savage和他的同事表示,几乎所有这种大脑修复都发生在睡眠期间。

Savage 说:“我很惊讶,在很短的时间内发生如此巨大的改变,而且这种转变发生在我们如此年轻的时候。这样的转变过渡,就好像水结成冰。”

研究团队包含来自神经科学、生物学、数学与统计学领域的专业科学家,使用超过60项涵盖人类和其他哺乳动物的睡眠研究数据,得出了最全面的睡眠统计分析数据。他们通过分析发育过程中的睡眠数据——包含总睡眠时间、快速动眼(REM)睡眠时间、大脑大小和身体大小——建立并测试数学模型,试图解释睡眠如何随着大脑和体型改变。

数据出人意料地一致:所有物种发育达到等同于人类两岁半的水平时,快速动眼睡眠时间都会急剧下降。研究人员发现,无论是兔子、大鼠、猪还是人类,快速动眼睡眠的占比在这个时间点前后都几乎一样。

研究人员发现,整个发育过程中,随着大脑体积增加,快速动眼睡眠不断减少。新生儿有50%的睡眠是快速动眼睡眠,到10岁时下降到25%,并随着年龄增加而继续下降。超过50岁的成年人只有大约15%的睡眠是快速动眼睡眠。Poe说,快速动眼睡眠时间的显著减少发生在两岁半,恰好也是睡眠功能发生重大转变的时候。

图片来源:Pixabay

Poe说:“睡眠和吃饭一样重要,并且很神奇,睡眠满足了我们神经系统的需求。从水母到鸟类到鲸鱼,所有动物都会睡觉。当我们睡觉时,我们的大脑并没有休息。”

Poe说,长期缺乏睡眠,很有可能会增加长期健康问题的风险,如痴呆和其他认知障碍、糖尿病和超重等等。她还说,当你开始感到疲惫时,别反抗——赶紧睡觉。

Savage说:“我在大学的时候就对抗睡意,通宵熬夜,现在想来其实是个错误。如果我能睡一晚好觉,我一定会做得更好。现在当我感觉累了,我不再会为睡觉而感到内疚。”

Poe说,对于多数的成人来说,每晚有规律的七个半小时睡眠是正常的——醒来但躺着的时间不算。而小孩要更多的睡眠,婴儿则要更多,大约是成人的两倍。在所观察的哺乳动物中,无论大脑体积和体型,婴幼儿期快速动眼睡眠的巨大占比都与成年期形成鲜明对比。在整晚的睡眠中,成年人有五个快速动眼循环,而每个循环中可以做几个梦。

Poe说,一夜安睡是极好的药,而且免费。

翻译:陈振翀

审校:巢栩嘉

引进来源:加州大学洛杉矶分校

本文来自:中国数字科技馆
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