我们为什么睡觉?

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睡眠对于所有动物都必须非常重要，因为它证明了关闭意识，与外界隔离，减少来自感官系统的投入以及遭受食肉动物死亡的危险是合理的.为什么任何明智的生物都会这样做?然而，在数百万年的进化过程中，脊椎动物，节肢动物和线虫之间的睡眠机制得以保留.最近的一项研究调查了第一次睡眠发生的时间.

科学家们研究了刺孢门的一种动物，其中包括水蛇，水母，海葵和珊瑚.这些动物缺乏中枢神经系统.它们的功能主要是一层厚厚的细胞，内含神经网络，神经支配着人体的大部分部位.较早的研究表明，cn虫物种的动物每天都处于周期性的静止状态，表现出我们期望在太阳存在下每24小时旋转的行星上进化的任何生物中观察到的24小时活动-休息节律.出乎意料的是，水睡眠与内部时钟无关.显然，内部时钟是后来发展起来的.

当前的研究使用“九头蛇"作为睡眠的刺鼻模型.九头蛇只由两个像空心管一样形状的细胞层组成.大人将自己的岩石末端开口朝外，附着在岩石表面上.九头蛇食肉，吃小后生动物，甚至昆虫.他们通过将毒素如磷脂酶A2(类似于蛇所使用的毒素)排入猎物的线虫的囊肿麻痹和杀死来捕获食物.磷脂酶A2基本上溶解了猎物的细胞壁，离开了多汁的中心.

最近的研究发现水肿的神经化学与人类睡眠机制之间有许多相似之处.例如，向水肿周围的液体中添加褪黑激素可剂量依赖性地增加其每日睡眠量和睡眠次数.褪黑激素是大脑在黑暗中产生的一种激素，有助于调节昼夜节律的发生时间，例如睡眠时间.这就是为什么褪黑素在对抗时差反应方面最有帮助的原因.显然，对褪黑激素的反应先于内部时钟的发展.

最有趣的发现之一是，水hydr以与人脑反应完全相同的方式对神经递质GABA作出反应.刺激GABA受体促进睡眠. GABA是人脑中两种最常见的神经递质之一.显然，其作为神经抑制剂的重要性在五亿年的进化过程中得到了保留. GABA受体也是人类用来帮助他们入睡的其他药物的靶标，包括酒精，巴比妥类药物和苯并二氮杂类.这就提出了另一个重要的问题:九头蛇可以喝醉吗?

多巴胺产生的前体暴露于水合物也引起睡眠.作者发现这种效果令人惊讶，因为多巴胺通常会通过抑制去甲肾上腺素的能力使人类变得更加机敏并抑制睡眠.这一发现证实了这些远古生物在其神经元中使用的酶与人类大脑中的酶相似.作者推测，在大脑的进化过程中，多巴胺能的睡眠调节途径可能已从促进睡眠转变为促进觉醒.该研究还发现了水hydr中的一些基因，它们是调节所有动物睡眠的祖先基因.

使用具有更简单神经系统的动物进行的未来研究，例如the虫(具有302个神经元)或Tardigrade(具有约200个神经元)，可能最终阐明睡眠的起源.我们也许有一天会发现，能够吹嘘拥有约6000个神经元的九头蛇正在做梦.

©Gary L. Wenk博士，《大脑:每个人都需要知道的东西》(牛津大学出版社)的作者.