? ? 這一期關(guān)于人類睡眠模式的起源，是一位斯坦福大學(xué)（Stanford University School of Medicine）睡眠科學(xué)家研究魚的睡眠而發(fā)現(xiàn)的。

? ?? 研究人員利用分子生物學(xué)工具和先進的成像技術(shù)，記錄到了魚在睡覺時的神經(jīng)信號模式，并且發(fā)現(xiàn)，這種模式和我們?nèi)祟愐约捌渌溉閯游?、鳥類等陸生動物的大腦活動非常相似！這表明，我們現(xiàn)有的“睡眠模式可能在至少4.5億年前就出現(xiàn)在了脊椎動物的大腦中”，研究人員介紹。

100多年前，法國科學(xué)家Henri Pieron就把睡眠作為一種動物界普遍的生理現(xiàn)象進行研究。人們觀察動物的行為發(fā)現(xiàn)，魚和其他飛鳥走獸一樣會睡覺。它們睡覺時不太動，有特定的姿勢，全身反應(yīng)降低，有周期性，種種狀態(tài)都和我們睡覺時很像（除了不閉眼睛）。

隨著現(xiàn)代睡眠科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家找到了定義睡眠更可靠的電生理標志：特征性的慢波睡眠和快速眼動（REM）睡眠。我們在入睡后會經(jīng)歷數(shù)個睡眠周期，每個睡眠周期中慢波睡眠和REM睡眠交替。這樣的睡眠模式同樣存在于其他哺乳動物、鳥類和爬行動物中。

?? 但是，作為在進化道路上和我們分開得更早的動物，魚類的睡眠狀態(tài)是怎么樣的？過去沒有合適的方法，答案無人知曉。

迄今對魚類的睡眠只有行為描述，沒有神經(jīng)特征的描述為了研究斑馬魚的睡眠，Louis Leung博士及其同事搭建了一套熒光光板顯微鏡，能夠以單細胞分辨率對整條魚成像。與此同時，他們對斑馬魚進行了基因改造，讓魚的神經(jīng)元在活躍時會通過鈣離子的變化發(fā)出熒光。

? ? 然后，研究人員讓2周大的小魚睡在可以起到固定作用的“床”——瓊脂中。由于幼年的斑馬魚全身透明，科學(xué)家可以不用植入電極，直接通過顯微鏡清楚地觀察細胞的熒光變化，從而了解哪些區(qū)域的神經(jīng)處于活躍狀態(tài)，記錄它們的腦活動。

? ? 研究團隊還開發(fā)了一套基于熒光的多導(dǎo)睡眠圖，可以同時觀察魚睡著時的心率、眼球運動和肌肉張力，看到它們睡眠時“保持靜止，肌肉放松，心肺節(jié)律減慢，當(dāng)被接近時沒有什么反應(yīng)”，這些狀態(tài)都和陸地脊椎動物相似，通訊作者Philippe?Mourrain教授介紹。

本研究的測量方法示意圖

? ? 借助這些測量方法，研究人員很快看到神經(jīng)元的活躍模式，有類似于人類慢波睡眠和REM睡眠的兩種狀態(tài)，并且在兩者之間循環(huán)。他們將觀察到的這兩種睡眠狀態(tài)命名為慢爆發(fā)睡眠（slow-bursting）和傳播波睡眠（propagating wave sleep）。（魚在睡覺時非但不閉眼，眼球還不動，自然不能叫快速眼動睡眠了。）

? ? 為了確認這些活動模式是真正的睡眠，研究人員事先想辦法阻止魚睡覺，造成它們?nèi)庇X。隨后，當(dāng)困倦的小魚接受測量時，特定的神經(jīng)活動模式果然立刻出現(xiàn)——它們很快睡著了。而與之對比，斑馬清醒時，大腦的信號非常嘈雜，神經(jīng)元混亂地閃爍，Leung博士補充說。

經(jīng)歷睡眠剝奪后，缺覺的魚很快進入睡眠狀態(tài)，神經(jīng)元發(fā)放同步化

?? “睡眠是個巨大的謎題，”研究果蠅睡眠的生物學(xué)家William Joiner教授沒有參與這項研究，他說很多研究想弄清楚我們?yōu)槭裁匆X，“但人們還沒有找到一個很好的答案?！濒~類與哺乳動物擁有相似的睡眠模式，或許可以為我們在進化上提供線索，幫助我們更好地理解睡眠的生物學(xué)功能。

? ?? 而另一位睡眠科學(xué)家Jerry Siege對研究結(jié)果有不同意見，似乎也有道理：這些睡眠特征是在幼魚中發(fā)現(xiàn)的，成魚是不是這樣還不好說。畢竟，我們成人就不再擁有“嬰兒般的睡眠”。

? ? 不管怎樣，這項研究的新技術(shù)不僅提供了“眼見為實”的魚類睡眠證據(jù)，也意味著斑馬魚可以在睡眠研究中為開發(fā)睡眠相關(guān)藥物提供幫助。因為“本質(zhì)上魚的神經(jīng)信號和我們一樣，我們就可以用它們的信息為藥物試驗提供線索?！盠eung博士介紹，而且，與科學(xué)家們常用的實驗動物老鼠不同，斑馬魚是日間活動的生物，這一點我們也和斑馬魚一樣。