我們的大腦就如同一臺(tái)機(jī)器，白天接收大量的知識(shí)信息，進(jìn)行處理后儲(chǔ)存到記憶里。一到了晚上睡覺的時(shí)候就給它“關(guān)機(jī)”。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(xiàng)新研究解釋了這個(gè)運(yùn)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(huì)增大，在睡眠時(shí)會(huì)縮小，借此使大腦“復(fù)位”，以更好地應(yīng)對(duì)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(xué)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院的科學(xué)家們進(jìn)行了一項(xiàng)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(shí)研究中心的科學(xué)家。Cirelli和Tononi推測(cè)，為了具備重復(fù)學(xué)習(xí)新事物的能力，睡眠是必須付出的代價(jià)。

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

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

　　睡眠導(dǎo)致突觸的體積減少近20%

　　有很多專家參與了這項(xiàng)為期4年的研究。研究團(tuán)隊(duì)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(duì)小鼠大腦皮層的兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行成像和重建。他們重建了6920個(gè)神經(jīng)元，并對(duì)它們的體積進(jìn)行了測(cè)量。

　　研究人員事先并不知道他們測(cè)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(cè)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(gè)小時(shí)的睡眠能夠使被測(cè)的兩個(gè)大腦皮層區(qū)域的突觸尺寸減小18%。研究人員確定，睡眠時(shí)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(gè)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(shí)，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(xué)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？”