我们人类一生中有1/3的时间在睡眠中度过，从进化的角度来说，它一定也会带来巨大好处。然而，我们对这些益处的最佳猜测往往来自观察睡眠减少时会发生的情况。比如，我们已经知道：睡眠少，一连串健康风险。2015年，美国睡眠医学学会和睡眠研究学会发表联合声明，一项全面审查的研究表示：有35% ~ 40%的美国人在工作日基本上“每晚睡眠少于7小时”——这与不良健康结果息息相关。
这些症状包括体重增加和肥胖、糖尿病、高血压、心脏病和中风、抑郁、免疫功能受损、疼痛加剧、更高的事故风险以及“死亡风险的增加”。睡眠问题与痴呆很相关。美国国立卫生研究院2018年的报告称，睡眠不足可能会增加大脑中与阿尔茨海默病有关的β-淀粉样蛋白的含量。但是，关于睡眠，我们几乎什么都不知道。
当谈到“睡眠是什么，你需要多少睡眠以及睡眠的用途”时，加利福尼亚大学旧金山分校的神经学教授路易斯·帕切克说：“我们几乎什么都不知道——只知道睡眠不足是不好的。”宾夕法尼亚大学精神病学教授大卫·丁格斯说：“实际上，所有这些都让我们很难向公众传达简单的信息，告诉他们什么时候应该睡觉，睡多久合适。”科学家认为，调节睡眠需要两个独立但又相互关联的内部系统。
第一个是昼夜节律系统，它告诉我们的身体何时需要睡觉。医学界已经对它的工作原理有很多了解：大约每24小时，下丘脑的一个小区域，即视交叉上核，就会协调产生生理变化，为我们的睡眠做好准备，比如降低体温和释放多巴胺。但是第二个系统仍然很神秘，它要告诉我们身体所需的睡眠量。解释它的方法之一是找到控制人们睡眠时间或深度的基因，并观察这些基因活跃的区域和范围。
2019年秋天，帕切克与同在加利福尼亚大学旧金山分校任职的傅嫈惠和他们的同事在《神经元》和《科学-转化医学》杂志上宣布，他们发现的2种基因突变，似乎会导致某些人的睡眠时间远远低于平均水平。这使得与睡眠时间有关的已知基因数量达到3个。为了了解某一特征或行为背后的基因，研究人员开始寻找睡眠异常现象。如果从家族考虑，身体疾病或失调有离散和相对不常见的症状集合，可以解释为遗传原因。
举个例子，如果你观察患有早发性阿尔茨海默病病人的5位亲戚的基因，你会发现他们都有一种共同的突变，这种突变更有可能与症状有关。帕切克教授和傅嫈惠教授开始了他们的研究，寻找与神经系统疾病和紊乱相关的基因，包括阿尔茨海默病和癫痫。2001年，犹他大学的研究小组宣布，他们发现了一种基因突变，会导致这名妇女和她的亲戚早起。研究人员设计详细的问卷调查来确定那些人的早起是天生的，而不是因为环境的影响。
研究人员偶然碰到一个家庭，他们的成员也醒得早，但并没有早睡。他们每晚平均只有6.25小时的睡眠，而且睡眠之后感觉良好。目前，傅嫈惠教授和帕切克教授发现，这些人都有一种基因突变（DEC2），会导致他们的睡眠时间缩短，而且活力满满。这一发现在2009年发表之后，一些习惯性每晚睡眠不足7小时的人联系了研究小组。
研究人员在其中找到了一个有趣的案例：一名女性的生物钟似乎提前了4个小时，导致她晚上7：30左右睡觉，凌晨4：30左右醒来。更有趣的是，她来自一个大家庭，家中很多成员都和她一样有此不同寻常的行为。
正是这个特殊的案例，让研究人员有机会在2019年秋季确认了2种似乎导致了天生短睡眠的基因突变：研究人员对老鼠的相关基因进行改造，发现突变缩短了老鼠的睡眠时间，但并没有出现任何明显的不良影响；特别是，带有第二种突变基因的小鼠在记忆测试中的表现与睡眠充足的小鼠一样好。研究人员在《科学-转化医学》杂志上写道，他们遇到的自然睡眠时间较短的人似乎特别健康；他们也很“乐观，有很高的疼痛阈值”。
（第二种突变改变了一种基因，这种基因也被证明可以促进学习和记忆，减少焦虑，并阻止对疼痛的反应。）研究人员推论，导致睡眠减少的基因突变也可能在某种程度上“补偿”，或让人对与睡眠不足相关的负面健康结果“无动于衷”。傅嫈惠说：“如果研究人员能够了解基因突变是如何改变大脑活动的，我们就可以帮助每个人更有效地睡眠——可能通过配制一种达到同样效果的药物。
”由于睡眠不足涉及各种各样的负面结果，优化睡眠的药物可以改变人类健康的几乎所有方面。但问题是，如果我们不清楚睡眠的全部，如何判断睡眠是否得到了优化？德克萨斯大学奥斯汀分校戴尔医学院的神经学家威廉·施瓦茨说：“目前，表明你的睡眠充足的常规临床测试标准是你不困。这没法让我们的研究走得太远。
”但这只是一个起点，不管它有多么粗略，至少可以帮助我们识别睡眠异常，而且对更多异常现象进行更细致的描述，可以揭示出其他可能具有遗传性的特征。斯坦福大学睡眠医学部的医学主任克莱特·库希达举例说，睡眠呼吸暂停曾被认为是人的气道结构性问题；现在人们认为它包含了几种亚型，这些亚型是根据全身细微不同的症状进行分类，而其中一些可能是遗传的。
他说：“在接下来的几年里，将会有更多的探索和发现；可能会出现我们本认为不是遗传的疾病实际上是遗传的，而一些我们认为更相似的疾病其实是不遗传的。”傅嫈惠把她帮助发现的3个短睡眠基因比作巨大拼图的拼片，但拼图盒子上并没有完整的图。“现在，我不知道里面是什么，”她说，“我的目标是找到10件拼片，然后试着观察它们是如何相互作用来照亮一个更大的网络。
最终，通过分析非典型性睡眠行为与一般睡眠行为的更多不同之处，通过消除的过程，来揭示健康睡眠的共同特征以及如何改善睡眠。”