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航展站C位,专家:歼-10改变中国军队和军工能力全球印象,甚至正改变世界军工格局

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航展站C位,专家:歼-10改变中国军队和军工能力全球印象,甚至正改变世界军工格局

航展站C位,专家:歼-10改变中国军队和军工能力全球印象,甚至正改变世界军工格局

大多数人都清楚(qīngchǔ)充足(chōngzú)睡眠是至关重要的,经典观点认为:每晚睡足 8 小时,第二天才能(cáinéng)精力充沛地学习、工作,否则就会昏昏沉沉,注意力不集中,情绪也容易烦躁。

然而我们有时候却(què)会遇到一些例外,他们每天(měitiān)仅需睡 3-6 小时,却依然活力满满,学习工作两不误。他们仿佛能多出好几个小时的(de)时间去学习、娱乐或工作。

这群人被称为“自然短睡者(natural short sleepers)”,科学家发现(fāxiàn),他们的秘密就藏在(zài)基因里。

揭开“短睡者”的神秘(shénmì)面纱

其实,不同生物的(de)睡眠模式本来就(jiù)不太一样。比如,大象每天仅睡 2-4 小时,而树懒则要睡 15-20 小时。这种差异背后,反应的是物种在长期进化中对生存环境和能量消耗的不同适应策略。人类的睡眠同样经历了(le)漫长(màncháng)的演化(yǎnhuà),而“自然短睡者”的出现(chūxiàn),就像一道独特的窗口,帮助科学家从遗传和进化的角度,重新审视:人真的一定(yídìng)要睡八小时吗?有些人天生就能少睡也照常运行,他们的大脑和身体到底有什么特别之处?

美国加州大学旧金山分校的(de)科研团队,在(zài) 21 世纪初接触到一批每晚睡眠 6 小时或更少的研究对象,其中一对母女引起了特别关注。研究人员对母女俩的基因(jīyīn)组进行深入分析后,有(yǒu)了重大发现:在调节人体昼夜节律的基因中,存在一个罕见突变。

人体(réntǐ)的(de)(de)昼夜节律(zhòuyèjiélǜ)如同一个精密的时钟,由位于下丘脑的视交叉上核(shànghé)(SCN)控制。SCN 通过接收外界的光线、温度等环境(huánjìng)信号,来调整人体的生理节奏。当光线变化时,视网膜会将信号传递给 SCN,SCN 再通过神经和体液调节,影响身体各个器官和系统的活动(huódòng),从而维持“睡眠-觉醒”周期的稳定。而这对母女基因中的突变,很可能干扰了 SCN 的正常功能,进而改变了她们的睡眠需求。

SCN 能够感受光线变化(biànhuà)从而调整人体生理节奏。图片来源(láiyuán):Wikipedia

这个在母女基因中发现的突变,就(jiù)像是打开(dǎkāi)睡眠奥秘之门的一把钥匙。

这一发现吸引(xīyǐn)了其他有类似睡眠习惯的人主动联系实验室进行 DNA 检测。随着研究对象增多,该团队的数据越来越丰富。到目前为止,他们已鉴定出与自然短睡眠特征相关的 4 个(gè)基因(jīyīn)中的 5 种突变(tūbiàn),而且不同家族的突变存在差异,呈现出(chéngxiànchū)家族特异性。这表明(biǎomíng),睡眠与基因的关系十分复杂,可能涉及多个基因的协同作用,不同家族的基因突变可能通过不同的途径影响睡眠。

新发现:SIK3 基因突变(jīyīntūbiàn)

在探索的道路上,研究团队又有了新突破。他们(tāmen)在自然短睡眠者的 DNA 中发现了新的 SIK3 基因突变。它能影响大脑中一种酶的活性,而这种酶正是(zhèngshì)决定我们需要睡多久的关键之一(zhīyī)。

巧合的是,此前日本研究(yánjiū)人员在 SIK3 基因中还发现过另一种突变,这种(zhèzhǒng)突变会导致小鼠异常嗜睡。同一种基因,不同突变却产生相反效果,让睡眠与基因的关系更加神秘(shénmì)。

为深入了解新发现的(de) SIK3 基因突变,研究团队对小鼠进行基因改造,使其携带(xiédài)该突变。

结果令人惊讶,这些小鼠每天睡眠时间比正常小鼠减少约 31 分钟(小鼠通常每天睡 12 小时左右)。研究(yánjiū)还发现,这个突变(tūbiàn)影响的(de)酶在大脑突触中活性最强,为“睡眠有助于大脑重置”的理论提供(tígōng)了支持。

大脑(dànǎo)突触是负责神经元之间传递信息的(de)关键部位,其功能对于学习、记忆和认知等功能至关重要。“睡眠有助于大脑重置”这一理论(lǐlùn)认为,睡眠不仅仅(bùjǐnjǐn)是休息,更是大脑清理代谢废物和修复(xiūfù)受损神经元连接的时期。携带 SIK3 基因突变的个体,其生产的酶可能让突触的工作效率提高了(le),因而让大脑具备了更高效的“清理修复系统(xìtǒng)”,使得在较短的睡眠时间内,就能完成这些重要的生理过程,从而满足大脑正常功能的需求。

虽然 SIK3 基因的发现令人兴奋,但科学家们对它的作用仍有不同看法。美国哈佛医学院的神经学家 Clifford Saper 就(jiù)认为,虽然突变小鼠睡眠(shuìmián)时间减少,但幅度有限,说明 SIK3 突变可能并非降低睡眠需求(xūqiú)的主因。另外,从进化的角度(jiǎodù)来看,睡眠是一种高度(gāodù)保守的生理行为,在漫长的进化过程中,睡眠模式(móshì)的形成受到多种因素的综合影响,包括环境压力、能量平衡和生存需求等。单一(dānyī)基因突变不太可能完全决定睡眠需求的变化。

但他也肯定了该研究(yánjiū)的意义,此次基因突变导致小鼠异常(yìcháng)睡眠模式的发现,与之前对(duì) SIK3 的认知相符,有助于理解嗜睡的生物学基础。

嗜睡(shìshuì)症是一种常见的(de)睡眠障碍,患者会出现白天过度嗜睡、难以控制的困倦发作等症状,严重影响生活质量和(hé)工作安全。通过研究 SIK3 基因突变与小鼠嗜睡之间的关系,科学家可以深入(shēnrù)了解嗜睡症的发病机制,为开发新的治疗方法提供理论依据。

睡眠调节机制仍(réng)在探索

尽管已经发现多个与自然短(duǎn)睡眠相关的基因突变,但关于这些基因及其变异(biànyì)如何普遍影响睡眠的机制,目前还没有明确答案。

研究发现,“有没有这个基因”虽然(suīrán)很重要,但是“基因有没有被启动”也同样关键。用专业术语来说,这与基因的表达调控有关,但是简单来理解就是,每个基因都有一个(yígè)“开关”,它什么(shénme)时候打开(dǎkāi)、打开多大(也就是通过这个基因制造的蛋白质的多少),都会(huì)影响睡眠。

而这些“开关”不仅受遗传影响,还会受到环境因素(huánjìngyīnsù)的调控。

比如长期处于高压力工作环境的人群,即使本身没有睡眠(shuìmián)相关基因突变,也更容易(róngyì)出现睡眠问题,这可能是环境因素“开启”或“关闭”了某些(mǒuxiē)与睡眠相关的基因。此外,饮食、运动等生活方式因素也可能通过影响(yǐngxiǎng)基因表达,间接影响睡眠质量。

如果我们能(néng)真正读懂(dúdǒng)这些睡眠基因的运作方式,未来也许真的能实现“定制睡眠”——

对于失眠的(de)人,或许可以开发出调节特定基因表达的药物,不再只是靠存在副作用(fùzuòyòng)的传统治疗药物;

对于嗜睡症患者(huànzhě),可以通过修复相关基因,让他们摆脱白天困倦、注意力不集中的(de)痛苦;

对于普通人来说,甚至(shènzhì)有可能通过基因检测,量身定制睡眠方案,最大限度(xiàndù)提升休息效率。

在未来,随着研究(yánjiū)不断深入,我们有(yǒu)望发现更多与睡眠相关的基因和影响因素。也许有一天,我们真能(zhēnnéng)像科幻电影中那样,通过(tōngguò)合理调整(tiáozhěng)基因,拥有更科学的睡眠模式,在保证充足休息的同时,有更多时间去追求有意义的生活。 但是在那之前,我们仍需依据现有的睡眠科学知识,养成良好的睡眠习惯,呵护自己的身体和大脑。

保持规律的(de)作息时间、创造舒适(shūshì)的睡眠环境、避免睡前使用电子设备等,这些简单的生活方式调整都有助于提高睡眠质量(zhìliàng),为我们的生活和工作提供充足的能量。

作者丨(gǔn)花茶 青岛农业大学

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