一种几乎不睡觉的鱼可能会让人类变成通宵派对动物

一种几乎不睡觉的鱼可能会让人类变成通宵派对动物

盲眼墨西哥洞穴鱼的某些特征会让你羡慕不已:为了生存和成长,它们每晚需要睡两个小时,不多不少。想象一下,有了这额外的六个小时,你可以做很多事情。

世界上所有需要睡眠的动物中,不同物种的睡眠模式和行为差异很大。根据最近的研究,人类处于中间水平,成年人需要严格遵守八小时睡眠时间。处于中间水平的是棕蝠,每天睡眠时间约为 20 小时,而大犰狳和蟒蛇每天睡眠时间均为 18 小时。还有一些穴居物种,包括墨西哥穴居鱼,它们每 24 小时睡眠时间约为 2 小时,对健康没有任何影响。

“我们认为,我们可以利用洞穴鱼来探究一些基本问题,比如我们为什么要睡觉,以及为什么动物界的睡眠差异如此之大,”论文第一作者、佛罗里达大西洋大学神经学家亚历克斯·基恩 (Alex Keene) 说道。“如果我们能弄清楚为什么这些鱼在睡眠不足的情况下也能生存下来,我们或许就能找到更好的方法来控制人类的睡眠。”

一个多世纪以来,墨西哥蓝鳍金枪鱼一直让科学家感到困惑。该物种有两种截然不同的种群:一种是生活在河流中的表层种群,称为表层鱼;另一种是生活在洞穴中的多种种群,称为洞穴鱼,它们无法接触到阳光。洞穴种群已经进化出这种不眠不休的习性,而表层种群则没有。它们睡眠正常,每晚可以睡足八个小时。它们的外观也不同。洞穴栖息的种群都有极小的眼睛或完全没有眼睛,它们的身体几乎没有色素沉着或颜色——而这两者(视觉和色素)都与调节睡眠模式有关。

然而,最让研究人员困惑的是洞穴鱼群的两个独特特征:首先,这些在实验室中生活了大约 30 年的鱼如何能够每 24 小时既不会入睡也不会保持睡眠超过 2 个小时;其次,它们不会因此遭受任何健康后果。

在本周发表在eLife杂志上的一项研究中,研究人员将研究范围缩小到一种名为下丘脑分泌素 (HCRT) 的神经肽。这种蛋白质存在于许多动物(包括人类)的下丘脑中。它的位置很有意义。下丘脑是许多动物大脑空间的一小部分,它执行我们无法物理控制的身体功能,如体温、口渴、饥饿和睡眠。人们对下丘脑分泌素进行了相当多的研究,特别是在发作性睡病中,这是一种睡眠障碍,患者在任何放松的环境下都会入睡。先前的研究发现,患有发作性睡病的狗的下丘脑分泌素受体发生突变,也有类似的研究表明下丘脑分泌素也与人类发作性睡病有关,并且它可以调节苍蝇和斑马鱼的睡眠。

在这项研究中,研究人员比较了墨西哥洞穴鱼和生活在水面的同类的下丘脑分泌素蛋白数量。他们发现,生活在黑暗洞穴中的鱼比生活在阳光下的水面鱼拥有更多这种神经肽蛋白。而盲穴鱼细胞上可供下丘脑分泌素附着的受体数量则更多。为了真正了解下丘脑分泌素的作用,研究人员给这两种鱼群都注入了专门配制的药物,以防止下丘脑分泌素附着在其受体上。

对于穴居鱼类来说,这些药物的作用就像人类的奈奎尔一样,让它们在梦幻般的睡眠中昏睡。但对于它们生活在地表的近亲来说,这些药物几乎没有任何作用。所有这些都告诉研究人员两个以前从未被理解的事情:神经和遗传差异的存在导致了睡眠的进化;这些差异可以通过药物进行调整,以诱导或改变睡眠行为。

“我认为 HCRT 只是一个因素,可能还有许多尚未在任何动物身上发现的新型睡眠基因导致洞穴鱼的睡眠不足,”基恩说。

这对于所有嗜睡的动物来说意味着什么?首先,这表明至少有一种方法(可能还有许多其他方法)可以让动物剥夺自己的睡眠,而不会因此遭受任何不良健康后果。对于人类来说,有大量证据表明睡眠以及适量的睡眠是维持健康并因此避免疾病的重要组成部分。睡眠剥夺研究表明,无论是短期还是长期睡眠不足,都会导致血压升高、血糖水平降低和整体炎症增加。这三种变化都会直接影响个人患肥胖症、癌症、糖尿病和心脏病等疾病的可能性。

与洞穴鱼不同,我们还没有进化出任何机制让我们可以熬夜备考,而不必事后为此付出代价。但我们这些洞穴小朋友或许能给我们带来希望。

“有各种各样的药物可以帮助催眠,或者让人保持清醒,”基恩说。“洞穴鱼的有趣之处在于,尽管睡眠严重不足,但它们似乎仍然很健康。如果我们能理解其中的原因,就有可能开发出新的兴奋剂,而不会产生睡眠不足通常会带来的负面影响。”

然而,基恩表示,还有许多工作要做。他研究的洞穴鱼群只是 29 个独立洞穴鱼种群之一。他想知道这些其他种群是否也发展出了类似但基因不同的机制,让它们在几乎不睡觉的情况下也能生存。他还想了解下丘脑分泌素还参与了哪些活动;有证据表明,它会促进鱼类和其他哺乳动物的食物消耗,基恩和他的团队之前发现,长期饥饿会增加盲穴鱼的睡眠时间,但对水面种群的睡眠没有影响。了解饮食如何影响这些鱼类和其他动物的睡眠,可以更清晰、更全面地了解睡眠是如何调节的——以及我们如何在不造成伤害的情况下调整这个周期。

在解决所有问题之前,为了我们的健康我们能做的最好的事情就是每晚保证充足的八小时睡眠,并且请放心,到目前为止,没有什么比这更有利于您的健康了。

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