在最新一期的《科學》(Science)雜志中分別來自圣路易斯華盛頓大學和威斯康星大學麥迪遜分校的兩個研究小組在新研究中解析了睡眠對于果蠅神經系統(tǒng)的影響，研究結果表明為了形成記憶，果蠅需要充足睡眠。

    盡管大多數動物都會睡覺，但睡眠是少數幾種其目的仍然是謎的行為之一。“突觸穩(wěn)態(tài)假說”提出，睡眠之所以重要是因為它能讓神經元放松其在白天形成的連接。在白天，清醒的腦子會學習，并對千變萬化的環(huán)境進行適應。這種學習過程會加強神經元與神經元之間的聯系（稱為突觸），但是這種加強不能一直進行下去，因為它需要消耗能量、占有空間及其他的腦部資源。這兩項在果蠅中開展的研究結果充分支持了這一假說。

    來自威斯康星大學麥迪遜分校的Daniel Bushey及其同事對3組腦神經元進行了觀察并發(fā)現在所有情況下，在果蠅清醒幾小時之后，其突觸的尺寸或數目會增加；但如果允許果蠅睡眠的話，其尺寸或數目就會將少。研究人員使果蠅在一個大型、光亮的“飛行商城”中獲得更豐富的醒態(tài)經驗，因為果蠅可在其中進行探索并互動，研究人員發(fā)現這種經驗會導致更多的突觸生長并需要更多的睡眠。此外，文章的作者還證實，Fmr1基因（是認知能力發(fā)育所必需的基因，Fmr1基因突變會引起脆性X染色體綜合癥）在突觸放松即睡眠過程中扮演者一種重要的角色。

    在另外一項研究中，來自圣路易斯華盛頓大學的Jeffrey M. Donlea及同事證實只要通過激活果蠅腦部的一個叫做背側扇形體的部分及增加周圍溫度，他們就能夠讓果蠅睡眠。研究人員還讓雄性果蠅經歷了一種試驗，這種試驗會讓它們在其他果蠅在場的時候壓制其交配儀式。通常，這種效應是暫時的。然而研究人員發(fā)現在交配限制后入睡4小時的果蠅對這一效應持續(xù)了至少2天的長時性記憶（LTM），而缺乏睡眠的果蠅則無法形成長時性記憶。文章的作者表示他們的結果支持了睡眠是讓突觸在清醒后重新正�；�的必需條件的假說。

    此外，近期來自美國威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員發(fā)現了大鼠睡眠與清醒狀態(tài)之間過渡的神經活動機制，并且提出長時間保持清醒的大鼠，皮層神經元會出現短暫關閉的現象，而且這種關閉是隨機性的。這一研究成果公布在Nature雜志上。

    在這篇文章中，研究人員分析了長時間保持清醒的大鼠，在多個位點追蹤大鼠大腦皮質的電活動，通過大腦波長檢測，他們發(fā)現這些行為上還處于清醒狀態(tài)的大鼠的皮質神經元會出現“掉線”的現象，就像在睡眠狀態(tài)中一樣，但這種變化是局部地、零散地發(fā)生的。Tononi教授解釋道，“清醒大鼠的這些疲勞神經可能就是造成，缺乏足夠睡眠而引起的注意力下降，判斷力減低，以及煩躁易怒的原因”，“讓我們驚訝的是，在這些睡眠被剝奪的大鼠大腦中，一些神經元亞群會出現‘掉線’的情況，但這種情況是局部性質的。”

    研究人員為了能保持大鼠的清醒狀態(tài)，不斷的往大鼠籠子里放入新鮮的“玩具”——彩球，盒子，方塊，以及一些散發(fā)其它大鼠氣味的東西，研究人員發(fā)現這些大鼠越想睡覺，越多皮層神經元就會關閉，而且這種關閉好像是隨機性的出現在不同的位置。Tononi教授認為這種暫時的關閉是為了保持平衡，部分彌補睡眠調控。

    這項研究表明青春期沒有充足的睡眠會產生不利的情緒和心理，從而影響大腦的發(fā)育。而且這項研究也說明大腦發(fā)育過程中睡眠模式的改變，可以作為神經連接健康性的指標，尤其對于兒童期-青少年期這段關鍵時間來說具有重要的意義。