生物需要睡眠似乎是天经地义的,但背后的机制是什么呢?日本一个研究小组发现了睡眠中大脑海马神经电路冷却的机制,明确解答了生物为何需要睡眠这一问题。
海马体与学习和记忆有关,但由于神经细胞的数量有限,脑内记忆的信息很快就会饱和。海马体发出的被称为“尖波涟漪”(SWR)的脑波,可以减弱睡眠时突触的联系程度。也就是说,SWR在保证必要信息的同时,减弱不必要的突触联系,以确保存储容量。
此外,妨碍睡眠中的SWR,可充分再现睡眠不足的状态,因此可认为睡眠的目的之一是产生SWR使大脑电路“冷却”。一般认为,自闭症和精神分裂症等疾病是由于睡眠中发生SWR紊乱、脑电路高度兴奋所致。这种情况在一部分老年人脑中也会有出现,致使他们出现自闭症状及精神分裂症状等。