科學能讓我們睡得更好嗎?

編譯 邢鴻飛

我們人類一生中有三分之一的時間在睡眠中度過，對周圍的環境渾然不覺，甚至還會暫時麻痹。這種脆弱似乎會降低我們生存的概率，從進化的角度來說，它一定也會帶來巨大好處。然而，我們對這些益處的最佳猜測往往來自觀察睡眠減少時會發生的情況。

據我們所知，所有的動物都有各自睡覺的方式；如果睡眠時間大量減少，它們就會死去，這其中確切的原因還不清楚。

2015年，美國睡眠醫學學會和睡眠研究學會發表聯合聲明，一項全面審查的研究表示：有35% ~ 40%的美國人在工作日基本上“每晚睡眠少于7小時”——這與不良健康結果息息相關。這些癥狀包括體重增加和肥胖、糖尿病、高血壓、心臟病和中風、抑郁、免疫功能受損、疼痛加劇、更高的事故風險以及“死亡風險的增加”。美國國立衛生研究院2018年的報告稱，睡眠不足可能會增加大腦中與阿爾茨海默病有關的β-淀粉樣蛋白的含量。

但是，當談到“睡眠是什么，你需要多少睡眠以及睡眠的用途”時，加利福尼亞大學舊金山分校的神經學教授路易斯?帕切克（Louis Ptacek）說：“我們幾乎什么都不知道——只知道睡眠不足是不好的。”

該聯合聲明的作者之一、賓夕法尼亞大學精神病學教授大衛·丁格斯（David Dinges）說：“實際上，所有這些都讓我們很難向公眾傳達簡單的信息，告訴他們什么時候應該睡覺，睡多久合適。”

科學家認為，調節睡眠需要兩個獨立但又相互關聯的內部系統。第一個是晝夜節律系統，它告訴我們的身體何時需要睡覺。醫學界已經對它的工作原理有很多了解：大約每24小時，下丘腦的一個小區域，即視交叉上核，就會協調產生生理變化，為我們的睡眠做好準備，比如降低體溫和釋放多巴胺。但是第二個系統仍然很神秘，它要告訴我們身體所需的睡眠量。解釋它的方法之一是找到控制人們睡眠時間或深度的基因，并觀察這些基因活躍的區域和范圍。

2019年秋天，帕切克與同在加利福尼亞大學舊金山分校任職的傅嫈惠（Ying-Hui Fu）和他們的同事在 《神經元與科學轉化醫學》（Neuron and Science Translational Medicine）雜志上宣布，他們發現的兩種基因突變，似乎會導致某些人的睡眠時間遠遠低于平均水平。這使得與睡眠時間有關的已知基因數量達到3個。

為了了解某一特征或行為背后的基因，研究人員開始尋找睡眠異常現象。如果對任意兩個人的基因進行排序，你會發現它們之間存在數百萬種變異，而且根本不知道哪些變異導致了哪些特征。但是，如果從家族考慮，身體疾病或失調有離散和相對不常見的癥狀集合，可以解釋為遺傳原因。舉個例子，如果你觀察患有早發性阿爾茨海默病病人的5位親戚的基因，你會發現他們都有一種共同的突變，這種突變更有可能與癥狀有關。接著，科學家可以在小鼠身上制造同樣的突變，看看它是否會在小鼠身上產生類似的效果。

如果這樣，通過觀察基因在大腦中的活躍位置，研究人員可以開始研究導致特定癥狀集合的過程。希望這些過程也能提供線索，了解是什么神經機制引發了疾病的傳播形式。帕切克教授和傅教授開始了他們的研究，尋找與神經系統疾病和紊亂相關的基因，包括阿爾茨海默病和癲癇。

之后，一位睡眠神經學家同事找到他們，提供了一個有趣的案例：一名女性的生物鐘似乎提前了4個小時，導致她晚上7：30左右睡覺，凌晨4：30左右醒來。更有趣的是，她來自一個大家庭，家中很多成員都和她一樣有此不同尋常的行為。

這似乎是個難得的機會。獨特的睡眠特征很難發現，因為我們可以通過各種方式來控制或掩蓋它們——例如，通過燈光、LED屏幕、鬧鐘和咖啡因等環境因素的輸入來改變我們的自然睡眠節奏。這不是一種使人衰弱的失調，不一定需要尋求治療。（她這么做只是因為她不喜歡在“寒冷、黑暗和孤獨”的時候醒來，帕切克教授說。）

2001年，猶他大學的研究小組宣布，他們發現了一種基因突變，會導致這名婦女和她的親戚早起。在該發現成為頭條新聞后，一些認為自己有“早起百靈鳥的基因”的人聯系了他們。

研究人員設計詳細的問卷調查來確定那些人的早起是天生的，而不是受到環境的影響。研究人員偶然碰到一個家庭，他們的成員也醒得早，但并沒有早睡。他們每晚平均只有6.25小時的睡眠，而且睡眠之后感覺良好。

目前，傅教授和帕切克教授發現，這些人都有一種基因突變，會導致他們的睡眠時間縮短。這一發現在2009年發表之后，一些習慣性每晚睡眠不足7小時的人聯系了研究小組，并確認了在2019年秋季報告中提及的另外兩種突變，這兩種突變似乎導致了所謂的自然短睡眠。

對老鼠進行基因改造后，突變縮短了老鼠的睡眠時間，但并沒有出現任何明顯的不良影響；特別是，帶有第二種突變基因的小鼠在記憶測試中的表現與睡眠充足的小鼠一樣好。

研究人員在《科學·轉化醫學》雜志上寫道，他們遇到的自然睡眠時間較短的人似乎特別健康；他們也很“樂觀，有很高的疼痛閾值”。（第二種突變改變了一種基因，這種基因也被證明可以促進學習和記憶，減少焦慮，并阻止對疼痛的反應。）研究人員推論，導致睡眠減少的基因突變也可能在某種程度上“補償”，或讓人對與睡眠不足相關的負面健康結果“無動于衷”。

傅教授說，如果研究人員能夠了解基因突變是如何改變大腦活動的，“我們就可以幫助每個人更有效地睡眠”——可能通過配制一種達到同樣效果的藥物。由于睡眠不足涉及各種各樣的負面結果，優化睡眠的藥物可以改變人類健康的幾乎所有方面。

但問題是，如果我們不完全知道睡眠的目的，如何判斷睡眠是否得到了優化。不管睡眠的“作用”是什么，短睡眠的人可能比我們其他人做事更有效率，或者他們可以更有效補償睡眠不足。德克薩斯大學奧斯汀分校戴爾醫學院的神經學家威廉·施瓦茨（William J.Schwartz）說：“我們怎么知道你是否完成了工作？但是目前，表明你的睡眠充足的常規臨床測試標準是你不困。這沒法讓我們的研究走得太遠。”

但這只是一個起點，不管它有多么粗略，至少可以幫助我們識別睡眠異常，而且對更多異常現象進行更細致的描述，可以揭示出其他可能具有遺傳性的特征。

斯坦福大學睡眠醫學部的醫學主任克萊特·庫希達（Clete Kushida）舉例說，睡眠呼吸暫停曾被認為是人的氣道結構性問題；現在人們認為它包含了幾種亞型，這些亞型是根據全身細微不同的癥狀進行分類，而其中一些可能是遺傳的。

他說：“在接下來的幾年里，將會有更多的探索和發現；可能會出現我們認為不是遺傳的疾病可能是遺傳的，而一些我們認為更相似的疾病則不是遺傳的。”

傅教授把她幫助發現的三個短睡眠基因比作巨大拼圖的拼片，但拼圖盒子上并沒有完整的圖。“現在，我不知道里面是什么，”她說，“我的目標是找到10件拼片，”然后試著觀察它們是如何相互作用來照亮一個更大的網絡。最終，通過分析非典型性睡眠行為與一般睡眠行為的更多不同之處，通過消除的過程，來揭示健康睡眠的共同特征以及如何改善睡眠。