保持清醒时间过长直觉可能会变得非常困难

保持清醒时间过长，直觉可能会变得非常困难。值得庆幸的是，几次眨眼的睡眠通常足以使我们的大脑恢复正常运转。但是动物何时以及为什么开始需要睡眠呢?大脑甚至是前提吗?

在一项可能有助于了解动物睡眠进化起源的研究中，一个国际研究小组表明，微小的，居住在水中的水尽管缺乏中枢神经系统，但不仅表现出类似睡眠的状态迹象，而且对分子有反应与进化动物的睡眠有关。

九州大学文理学院助理教授，《科学进展》上报道的这项研究的负责人Taichi Q. Itoh说：“我们现在有充分的证据表明动物必须先获得睡眠才能够获得大脑。”

尽管最近在水的近亲中也发现了睡眠行为，海el是一种水仙属的亲缘动物，也是矢车菊的同胞，但日本九州大学和韩国蔚山国立科学技术研究院的研究人员的最新研究发现，几种化学物质会引起嗜睡和睡眠。甚至对人类的九头蛇物种也有类似的影响。

伊藤说：“根据我们的发现和先前有关水母的报道，我们可以说睡眠进化与大脑进化无关。”

“有关动物睡眠如何出现的许多问题仍然存在，但是九头蛇提供了一种易于处理的生物，可用于进一步研究无脑动物产生睡眠的详细机制，从而有一天有可能回答这些问题。”

九头蛇只有几厘米长，具有分散的神经网络，但缺乏与大脑有关的集中化功能。

尽管通常根据脑电波的测量来监测睡眠，但是对于没有脑子的小动物来说，这不是一种选择。

作为替代方案，研究人员使用视频系统来跟踪运动，以确定九头蛇何时处于以运动减少为特征的睡眠状态，这可能会因闪光灯而中断。

九州大学领导的合作研究表明，在无脑水肿和中枢神经系统动物之间，多种睡眠调节成分在进化上是保守的。图片来源：九州大学伊藤太一Q.

研究人员发现，九头蛇显示出四个小时的活跃状态和睡眠状态，而不是像昼夜节律一样每24小时重复一次。

更重要的是，研究人员发现了与睡眠调节有关的许多相似点，无论它们在分子和遗传学上都与大脑无关。

将水合物暴露于褪黑激素(一种常用的助眠剂)可适度增加睡眠量和频率，而抑制性神经递质GABA(与许多动物的睡眠活动有关的另一种化学物质)则极大地增加了睡眠活动。

另一方面，在许多动物中引起唤醒的多巴胺实际上促进了水hydr中的睡眠。

伊藤认为：“虽然某些睡眠机制似乎已经得到保留，但其他睡眠机制可能在大脑进化过程中发生了功能转换。”

此外，研究人员可以利用振动和温度变化干扰水蛇的睡眠并诱发睡眠不足的迹象，从而使水蛇在第二天的睡眠时间更长，甚至抑制细胞增殖。

研究人员更仔细地调查后发现，睡眠不足导致212个基因的表达发生变化，其中包括与PRKG有关的一种基因，PRKG是一种与多种动物(包括小鼠，果蝇和线虫)的睡眠调节有关的蛋白质。

破坏其他与水仙有关的果蝇基因与水仙中与睡眠有关的基因具有共同的进化起源，从而改变了果蝇的睡眠时间，对这些基因的进一步研究可能有助于鉴定大脑动物中与睡眠有关的基因。

伊藤说：“综合起来，这些实验提供了有力的证据，证明动物在中枢神经系统进化之前就已经获得了与睡眠有关的机制，而且其中许多机制在大脑进化过程中都得到了保护。”

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