首頁歷史 > 正文

睡眠和大腦,哪個更早?

2021-12-27由 魯超 發表于 歷史

睡眠和大腦,哪個更早?

初看這個題目,可能會想,這啥問題啊?這不是明擺著嗎,沒有大腦,如何睡眠?當然是先有大腦,再有睡眠啊。

日本九州大學伊藤太極助理教授(Taichi Q。 Itoh)卻說:“我們現在有充分的證據表明:動物必須先獲得睡眠才能夠獲得大腦。”

睡眠和大腦,哪個更早?

伊藤太極助理教授(Taichi Q。 Itoh)

伊藤教授研究的是水螅,一種軟體動物,它有分散的神經網路,但與高等動物的大腦相距甚遠。

研究人員發現,水螅顯示出四個小時的活躍狀態和睡眠狀態,而不是像晝夜節律一樣每24小時重複一次。

睡眠和大腦,哪個更早?

據說水螅是永生的。資料來源:九州大學太極伊藤

這種四小時的週期就是睡眠嗎?科學家們還需要一些進一步的實驗手段去檢驗。

將水螅暴露於褪黑素(一種常用的助眠劑),發現可以增加水螅的睡眠量和頻率。

睡眠和大腦,哪個更早?

▲當眼睛接收到來自太陽的光線時,松果體褪黑素(Melatonin)的產生受到抑制,產生的激素使人保持清醒。當眼睛不

接收

光時,松果體會產生褪黑激素,人會變得疲倦。

而新增抑制性神經遞質GABA(與許多動物的睡眠活動有關的另一種化學物質),則極大地增加了睡眠活動。

睡眠和大腦,哪個更早?

產生GABA的神經元

當然也有些反例,比如多巴胺會喚醒多數動物,但卻促進了水螅的“睡眠”。

此外,研究人員還利用振動和溫度變化干擾水螅的“睡眠”,讓水螅“睡眠不足”,結果發現水螅第二天似乎疲勞了,睡眠時間更長,甚至抑制了細胞增殖。

研究人員更仔細地調查後發現,睡眠不足導致212個基因表達發生變化,其中包括一個與PRKG有關的基因,PRKG是一種與多種動物(包括小鼠,果蠅和線蟲)的睡眠調節有關的蛋白質。

睡眠和大腦,哪個更早?

▲研究人員輪番用不同的化學物質——褪黑素(Melatonin)、抑制性神經遞質GABA、多巴胺(Dopamine)等——去“拷問”不同層級的動物——水螅、果蠅、線蟲、海兔、魚、人。伊藤教授的研究表明,這些睡眠調節成分在進化樹上是一以貫之的。資料來源:九州大學太極伊藤

伊藤教授說:“總之,這些實驗提供了有力的證據,表明水螅在分子和基因水平上表現出與睡眠相關的特徵,這可以證明動物在中樞神經系統進化之前就已經獲得了與睡眠有關的機制,而且其中許多機制在大腦進化過程中都得到了保護。”

那麼,你怎麼看?

睡眠和大腦,哪個更早?

更多資訊:

Hiroyuki J。 Kanaya et al, A sleep-like state in Hydra unravels conserved sleep mechanisms during the evolutionary development of the central nervous system, Science Advances (2020)。 DOI: 10。1126/sciadv。abb9415

Journal information: Science Advances

頂部