科學也可以如此靠近

又是基因在作妖 | 貪睡不是你懶惰,那是DNA犯的錯

6月
03
2018

2018年6月03日13時 今日科學 搜狐健康

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作者 | 周亦川

來源 | 搜狐健康

有些人睡眠很少,夜間1點半睡凌晨5點半起,卻精力充足,有些人卻能一睡一整天。據美國Medical News Today網站報導,專家指出睡眠需求取決於我們的基因,也就是說,貪睡不是你懶惰,是DNA的錯。

我們人生三分之一都處於睡眠之中,它參與了記憶力的鞏固,給細胞和組織一個休息、再生、清除人體代謝垃圾的機會,但睡眠確切的機理還未弄清。關於不同人之間睡眠的差異有充分的記錄,但直到最近也沒有人能解釋為何會存在這種差異,也成了諸多科學研究者重點關注的話題。

來自美國國家心肺血液研究所( NHLBI)最新的一份報告從基因的角度研究了這個問題。晝夜節律,睡眠和清醒的周期都和我們的睡眠模式有關,這些周期受遺傳因素控制,因此基因在睡眠時間中起到一定的作用。NHLBI系統遺傳學實驗室的研究人員Susan harbison博士使用了果蠅作為研究的模型。

通過篩選培養研究人員共培育了13代果蠅,最終有很能睡的(每天睡18個小時)和睡得很短的(3個小時)。可以說,不通過很多領域內常用的基因工程圖片或轉基因技術,加減或干擾果蠅的DNA遺傳密碼,也能產生截然不同的睡眠習慣的種群。

這項研究特別有趣的是,harbison博士認為,實驗利用自然界中存在的遺傳物質創造了長睡眠和短睡眠的蒼蠅,而不是許多領域內研究人員正在使用的基因工程突變或轉基因果蠅。他們比較這睡眠差異的兩個種群的基因組,總共發現了80個基因之間的126個差異。這些基因參與了一系列重要的發育和細胞信號通路形成,其中一些已知參與大腦發育、記憶和學習。

但是對人類的睡眠研究就不會這麼簡單,因為人類睡眠持續時間受到的影響因素太多,這也是為什麼說睡眠如此難以捉摸。但起碼可以證明,很能睡的或是睡得很少的人都沒有看到健康壽命的縮短的證據。

睡眠時間是一方面,睡「對」了更重要,有助於我們保存記憶,不會忘事。美國加州大學伯克利分校( UC Berkeley)最新研究發現,就像在打網球發球時擲球與揮拍合作一樣,深度睡眠中緩慢和快速的兩道腦電波必須在準確的時間同步,才能觸發我們新記憶的保存。

加州大學伯克利分校神經科學和心理學教授、人類睡眠科學中心主任Matthew Walker表示這種每晚發生數百次的大腦節律在中青年腦人中是完全同步的,但步入老年,非快速眼動( NREM)睡眠中的慢波不能及時與被稱為「紡錘波」的快速電突發接觸。緩慢的腦電波表示擲球,而紡錘波則表示球拍的擺動,因為它的目的是與球接觸並發球。

研究人員比較了20個二十多歲的健康青年人和32個七十多歲健康老年人的夜間記憶。在睡覺前,參與者學習了120個單詞集後進行了測試;他們睡覺時,研究人員用腦電圖(EEG)記錄他們的腦電活動;第二天早上,受試者在接受功能結構性磁共振成像( fMRI)掃描時,再次對單詞對進行測試。

腦電圖對比結果顯示,在老年人中,紡錘波在記憶鞏固周期的早期達到高峰,卻沒有與慢波同步。此外,腦成像顯示老年人額葉內側皮質灰質萎縮,這表明額葉內的惡化阻止了深慢波與紡錘形波完美同步。

Walker分析,只有當慢波和紡錘波在一個非常狹窄的機會時間窗口(大約0.1秒內)聚集在一起時,大腦才能有效地將新的記憶放入長期的記憶中。大腦的老化無法精確協調這個兩道腦電波,就像打球的過程中球拍碰不到球一樣。這種錯誤會使老年人無法有效保存新的記憶,一醒來發現事情會忘記了。

睡眠是痴呆潛在治療干預的新目標,Walker介紹,為了使慢波與紡錘波進行最佳同步,研究人員計劃在未來的實驗中對額葉施加電腦刺激。通過電刺激這些夜間腦電波,我們希望幫助老年人和特別是痴呆患者恢復一定程度的健康深度睡眠,這樣做可以挽救他們的學習和記憶的能力。


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