以色列研究:睡眠可使神經元DNA損傷有效修復

王嘉源綜合報導

爲何睡眠如此重要?爲何人類要「浪費」約三分之一的生命用於睡眠?爲何動物寧可冒着來自捕食者威脅也要「睡個好覺」?據新華社9日報導,以色列的一項新研究發現,這是因爲動物需要在睡眠時完成神經元DNA(去氧核糖核酸)修復。

儘管科學家早已發現睡眠對所有進化出神經系統的動物都至關重要,包括蒼蠅蠕蟲水母等無脊椎動物,但箇中具體原因一直是未解之謎。以色列巴伊蘭大學研究人員在新一期英國《自然·通訊雜誌報告說,該校研究人員用斑馬魚模型實施了動物實驗,他們的研究可以解釋睡眠及睡眠紊亂如何影響大腦活動老化及各種腦功能失調。

斑馬魚身體透明,大腦神經與人類相似,是觀察單個神經元變化理想模型。研究人員用一種被稱爲「3D延時成像」的技術高分辨率顯微鏡,觀察斑馬魚腦部發現,在斑馬魚清醒時,神經元DNA的雙鏈斷裂不斷積累;而在夜晚休息時,斑馬魚神經元的染色體活躍,而染色體活性增加會提高神經元DNA損傷修復效率

大腦的神經元DNA損傷可以由多種原因引起,例如輻射、氧化應激反應甚至是神經元活動等。目前研究表明,在清醒狀態下,大腦神經元的DNA損傷會持續積累並達到不安全水平

研究人員解釋說,這一研究找到了睡眠、染色體動力學、神經元活動及DNA損傷之間的生理相關性。睡眠的重要作用是增加染色體活性,使神經元DNA損傷得到修復。動物清醒狀態下,這種DNA修復過程不夠有效,只有睡眠期間、大腦信息刺激減少的狀態下才能有效發生。

領導這項研究的巴伊蘭大學生命科學教授阿佩爾鮑姆,將DNA損傷的積累稱爲「清醒的代價」。「這就像道路上的坑洞,」他解釋說,「道路的磨損會不斷積累,尤其在白天的高峰時段,在夜間道路暢通時修路是最方便有效的做法。」