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，但個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》雜誌上報告說，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的理想模型。研究人員用一種被稱為"3D延時成像"的技術和高解析度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更活躍，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準。
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、大腦資訊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損傷的積累稱為"清醒的代價"。"這就像道路上的坑洞，"阿佩爾鮑姆解釋說，"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。"
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