我們的大腦就如同一臺機器，白天接收大量的知識信息，進行處理后儲存到記憶里。一到了晚上睡覺的時候就給它“關(guān)機”。說白了就是“一閉眼，一睜眼，一天過去了”。睡一覺醒來這到底是怎么回事兒呢？現(xiàn)在，發(fā)表在《Science》上一項新研究解釋了這個運轉(zhuǎn)過程。神經(jīng)元之間在功能上發(fā)生聯(lián)系的部位，也是信息傳遞的關(guān)鍵部位叫作突觸。顯微圖像表明，突觸在白天會增大，在睡眠時會縮小，借此使大腦“復位”，以更好地應(yīng)對第二天的任務(wù)。換句話說，睡眠是為了更好的醒來迎接嶄新的第二天。

　　突觸

　　美國威斯康星大學醫(yī)學與公共衛(wèi)生學院的科學家們進行了一項為期四年的研究，闡明了“突觸穩(wěn)態(tài)假說”(SHY，synaptichomeostasishypothesis)的工作方式。

　　SHY理論由ChiaraCirelli博士和GiulioTononi2003年提出，他們都是威斯康星睡眠和意識研究中心的科學家。Cirelli和Tononi推測，為了具備重復學習新事物的能力，睡眠是必須付出的代價。

　　在清醒時持續(xù)刺激神經(jīng)突觸會使突觸變得更強更大，人們認為這種現(xiàn)象在記憶和學習中起重要的作用。為了確保突觸不會變飽和，并且神經(jīng)信號和記憶不被忘掉，SHY表明這種生長必須被抵消掉。

　　睡眠被認為是完美的抵消方式，并且在睡眠時間進行復位過程非常理想。在睡眠中，人們意識不到“此時此地”，與外部世界隔離，因此能夠平衡和恢復突觸。隨著突觸變得更強大更高效，它們的體積也變得更大。相反，當突觸變?nèi)鯐r，它們的體積也會縮小。Cirelli和Tononi通過分析突觸在睡眠和清醒時是否發(fā)生體積變化來驗證他們的理論。

　　睡眠導致突觸的體積減少近20%

　　有很多專家參與了這項為期4年的研究。研究團隊使用了高空間分辨率的技術(shù)（串行掃描三維電子顯微鏡），對小鼠大腦皮層的兩個區(qū)域進行成像和重建。他們重建了6920個神經(jīng)元，并對它們的體積進行了測量。

　　研究人員事先并不知道他們測試的小鼠是沒有休息好還是已經(jīng)清醒了的，以此來保證測試結(jié)果不受影響。

　　該研究通過捕獲的圖像展示了與小鼠睡眠量相關(guān)的突觸尺寸。幾個小時的睡眠能夠使被測的兩個大腦皮層區(qū)域的突觸尺寸減小18%。研究人員確定，睡眠時間與突觸尺寸的變化呈現(xiàn)比例關(guān)系。

　　雖然尺寸的比例縮放在80%的突觸上都出現(xiàn)了，但是這種比例縮放是具有選擇性的，最大的那些突觸并沒有遵循這個模式。更大的突觸沒有出現(xiàn)比例縮放，這可能是由于它們與最穩(wěn)定的記憶痕跡相關(guān)。

　　Tononi總結(jié)說：“由小鼠推及人類，我們的發(fā)現(xiàn)意味著，每天晚上我們睡覺時，大腦皮層中數(shù)十億的突觸大約縮小了20%。”

　　俄亥俄睡眠醫(yī)學研究所的MarkusH.Schmidt說該研究發(fā)現(xiàn)了睡眠的好處，但他質(zhì)疑這是否就是我們睡覺的原因。他表示：“這一研究很棒。但問題在于，這是睡眠的一種功能亦或者它就是這樣工作的？”