控制生物鐘的“發條”

睡眠與清醒，是受大腦控制的。雞叫三遍天亮，大雁清晨起飛，人們日落而息、雞鳴而起，這都是生物體內的生物鐘在起作用。人的生物鐘在哪里呢?美國哈佛大學醫學院的科學家已經發現，它隱藏在下丘腦的一小串神經細胞中，這些神經細胞向腦的其他部分輸送時間的信息，大腦再根據這些信息發出睡眠或清醒的指令。誰來傳遞應該睡眠或是應該清醒的指令呢?科學家又進一步發現，這些信息是通過化學物質傳遞的，當它們分泌某種“催眠素”時，人就昏昏欲睡;當它們又分泌某種“清醒素”時，人就從睡夢中蘇醒過來。于是科學家設想，如果能分離出傳遞睡眠或清醒的信息的化學物質，再進行人工合成，就可以人為地輸送睡眠或清醒的信息，人就可以想睡就睡，想醒就醒。

生物界有許多習慣冬眠的動物，如蛇、刺猬、熊等。冬天來臨前，這些動物忙著四處找東西吃，在身體里積蓄了大量脂肪。冬天到了，它們鉆到地底下，或躺進洞里，靜靜地睡著了，不吃不喝，一直睡到第二年春天再蘇醒。動物冬眠的機制是不是可以移植到人的睡眠和蘇醒的控制中去呢?也就是說，是不是可以通過某種途徑人為地控制睡眠與清醒，讓生命按照人所需要的節奏進行呢?

這個生命之謎已經逐漸揭開。美國坦普爾大學的科學家馬克利斯發現，動物大腦內有一種叫β-內啡肽的物質，這種物質變化引起動物身體機能的改變。冬天來臨前，β-內啡肽使動物的食欲增加，以便積蓄能量，準備冬眠停食的到來。β-內啡肽還能使動物的體溫降低，心跳變慢，使腎臟能濃縮尿液以保持水分。科學家也已經搞清，大腦中還分泌另外一種物質，能對抗β-內啡肽的功能，它能使冬眠的動物逐漸蘇醒過來。把這種物質注入正在冬眠的田鼠體內，田鼠會很快清醒過來，呼吸、心跳都會恢復正常。美國哈佛大學的科學家卡諾夫斯基則從動物腦細胞的薄膜內分離出了一種叫做葡萄糖6磷酸酶的物質，發現這種酶在動物沉睡時活動力明顯地增強。同時，另外一種叫做肝糖原的物質在腦細胞內很快地增長70%，但一旦動物醒來，肝糖原在腦細胞中的儲備量又降到正常水平。他認為，促使動物從睡眠中蘇醒過來所需的能量來自過分增長的肝糖原。

現在，科學家們正在合成這些控制睡眠和清醒的物質，并深入研究它們的作用機理。可以相信，未來的某一天，人類將掌握開啟生物鐘的鑰匙，人的睡眠和清醒將會根據需要控制自如。

(摘自《發明與創新(綜合版)》)