果蠅深睡眠階段具有廢物清除功能

睡眠狀態(tài)

睡覺這個事情我們再熟悉不過，但是真正了解其作用的并不多。對睡眠科學來說，睡覺是由淺入深再變淺的過程，來回交替直到醒來。

深度睡眠也被稱作是“黃金睡眠”，用黃金來比喻可知這一環(huán)節(jié)，可見其重要性之大。對于有睡眠障礙的人來說，他們很難進入深度睡眠，同時也會伴有頭痛、記憶力下降、情緒失落等一系列問題。此外，提高深度睡眠時間和質(zhì)量，可以改善我們的身體狀態(tài)。

研究人員在幾乎每種動物中都發(fā)現(xiàn)了睡眠活動，包括無脊椎動物，但是目前尚不清楚無脊椎動物的睡眠功能是否與哺乳動物相似。美國西北大學神經(jīng)生物學系教授巴特·范·阿爾芬用果蠅這一無脊椎動物模型，找到了果蠅深睡眠階段的證據(jù)，該階段具有廢物清除功能。

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“喙是果蠅的攝食器官，用于味道和食物的攝取，”Bart van Alphen說?！拔覀冏⒁獾搅肃沟闹芷谛赃\動（PES）過程內(nèi)果蠅通常不活動（腿，翅膀或梳理動作），發(fā)生在果蠅深度睡眠階段。”PES被定義為喙的延長和縮回，此過程大約需要1.4秒的時間，時間恒定，幅度可變。

『喙延長』有助于傷口恢復(fù)

PES有助于傷口康復(fù)

PES階段會不會與人類睡眠階段功能相似有助于傷口恢復(fù)？“我們假設(shè)誘發(fā)急性傷害會增加 PES，”Bart van Alphen說?！盀榱藴y試這一點，使用HIT法誘導(dǎo)全身受傷，即將蠅裝在附有彈簧的小瓶中，通過拉彈簧并釋放彈簧，小瓶會猛烈撞擊橡膠塊，造成全身撞擊傷害。”結(jié)果表明，這種急性內(nèi)傷并不影響系蠅的總睡眠，反而PES立即增加5倍。如果人為控制PES的增加，會提高果蠅的死亡率，這表明PES有助于傷口康復(fù)。

『喙延長』有助于傷口恢復(fù)

PES有助于清理廢物

『喙延長』有助于清除血淋巴

為了測試睡眠廢物清理功能研究人員設(shè)置兩組對照，其中一組果蠅人為控制“喙延長”。給兩組果蠅注射了非代謝染料，當染料通過血淋巴擴散時，用磷酸鹽緩沖液（PBS）注射蒼蠅會在幾秒鐘內(nèi)變成完全藍色。結(jié)果表明，通過每小時目視檢查兩組對照中藍色蒼蠅數(shù)量，確定了在非人為控制“喙延長”組中，藍色蒼蠅數(shù)量減少得更快，這進一步證實了PES有助于清理廢物。

一系列的實驗驗證了了研究人員的猜想，廢物清除是一種古老的深度睡眠的恢復(fù)性功能，存在于果蠅和人類共同的祖先當中。蒼蠅和人類似乎都具有獨立進化的機制，進化出了機械解決方案，以增加睡眠期間的血流動力學振蕩。