2023年生命科学突破奖授予了两位睡眠科学家：日本筑波大学的柳泽正史（Masashi Yanagisawa，柳沢正史）和美国斯坦福大学的伊曼纽尔·米诺（Emmanuel Mignot），以奖励他们独立发现发作性睡病（narcolepsy）是由缺乏名为食欲素（orexin）的大脑化学物质导致的。本篇文章则是对柳泽正史所处的筑波大学国际综合睡眠医科学研究机构及其研究方向的介绍。
本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：veronique greenwood，翻译：纯牛奶太甜，校对：tangcubibi、EON，编辑：EON，题图来自：视觉中国
在筑波大学国际综合睡眠医科学研究机构外，浓郁的桂花香弥漫在空气中，金色的大蜘蛛在灌木丛中织网。两个头戴安全帽的男士在大门边一边咕哝，一边将粘合剂粘到石板色墙上。可以看出这栋大楼刚刚竣工，以致于他们还在张贴指示标志。
研究所成立已有五年时间*，楼还很新，却吸引了约120名从瑞士到中国的研究者来到这里，他们的研究涵盖从肺病学到化学的各个领域。在东京往北约1小时车程的筑波大学，依靠日本政府和其他来源的资助，研究所主任柳泽正史（Masashi Yanagisawa，柳沢正史）建立了一个旨在研究睡眠的基本生物机制的实验室，他的研究与对睡眠问题的成因和疗法的主流研究不尽相同。在这里能看到一间间装满闪亮仪器的屋子，熟睡在箱子里的小鼠和依靠螺旋楼梯连接的通风的工作间。这里所有的资源都是为了探究生物需要睡眠的原因。
*译者注：本文发表于2018年1月3日。
当我们问研究者这一问题并认真听他们的回答时，会发现其中蕴含着对研究的敬畏感和挫折感。在某种程度上，我们将惊讶于睡眠的普遍性：在生物激烈的生存竞争中，历经多个世纪的流血、死亡和争斗，无数生物都需要睡个漫长的好觉。这似乎对生物之后的斗争没有益处。睡眠这一极具风险的习惯是如此的寻常和持续。这也就意味着不论睡眠时发生了什么，它必定是当时最为重要的活动。不论睡眠对睡眠者有什么作用，它必定是值得睡眠者为此付出死亡风险的，一次又一次，持续一生。
睡眠压力
睡眠的具体效益依旧成谜，这一未知始终贯穿于许多生物学家的生活。在筑波的一个雨夜，研究所的一队科学家聚集在居酒屋，仅仅闲聊半小时后，睡眠研究就又成了话题中心。
“即使一个小小的水母在被强迫清醒更多时间后，也需要更多的睡眠。”一位研究员惊叹道（参考自一篇新论文，在这论文里，小水母被水流不断强迫推离它们的位置以保持清醒）。
“还有一篇关于鸽子的研究，你读了这篇文章吗？”另一位研究员问道。
研究员们一致认为这些谈话非常有趣。在桌子上，蔬菜和海鲜天妇罗已经变凉了。相比于睡眠问题，研究员们已经忘了这些菜肴。
尤为特别的是，睡眠补偿现象不仅出现在水母和人类身上，而是整个动物王国。研究者们试图借此探究关于睡眠的更重大的问题。许多研究者认为，探究睡眠成因有助于我们理解睡眠的功能。
生物学家们将睡眠补偿现象称为“睡眠压力”：睡得太晚导致睡眠压力。在晚上的时候感觉昏昏欲睡？当然了，当你清醒了一天，你已经在积累睡眠压力！但就像“暗物质（指代那些本质不明的事物）”，你越花时间思考睡眠压力，它越像托尔金的谜语游戏*：是什么东西在清醒的时候建立，在睡眠的时候分散？是计时器吗？是一个每天积累并需要被冲走的分子吗？这一锁在脑室中，等待每晚被擦去的计时器究竟是什么？
*译者注：指《霍比特人》中比尔博和咕噜的猜谜。
柳泽正史总是偏好大项目，如扫描成千上万的蛋白质和细胞受体来观察它们做了什么。事实上，20年前的一个项目将他带入了睡眠科学研究。他和他的合作者们，在发现了一种被他们命名为阿立新（orexin）的神经递质后，认识到小鼠在失去这一递质后持续崩溃的原因在于它们睡着了。
这种神经递质在患有嗜睡症的人身上被证明是不存在的，他们不能生成这一神经递质。这一发现有助于激发对这一状况的基础研究。事实上，筑波大学的一队化学家们正与药物公司合作探究阿立新类似物的治疗潜能。
最近，柳泽正史和他的合作者们正在进行一个规模庞大的扫描项目，期望能鉴别出睡眠相关的基因。项目里的每一只小鼠都暴露在一种能引起变异的物质中，并配有专属的脑电图传感器。它们蜷缩在木屑堆里积累睡眠压力，并由机器记录其脑电波。至今为止，已经观察了8000多只小鼠的睡眠情况。
当小鼠的睡眠状况异常时，即小鼠经常醒来或睡太久时，研究者们将深入研究其基因组。如果有任何一处变异可能是它的成因，研究者将改变小鼠的这一基因结构来研究为什么这一变异影响了睡眠。许多卓有成就的研究者们用同样的方法研究果蝇等生物，并取得了巨大进步。比较而言，尽管对小鼠的研究花费巨大，但其益处在于可以像人类被试一样进行脑电图的研究。
几年以前，柳泽正史的研究团队发现，一只小鼠似乎无法摆脱它的睡眠压力。它的脑电图显示它的一生都处于昏昏欲睡的疲惫状态，即使改变了变异基因也没有缓解这一症状。“这一变异体相较正常小鼠具有更高振幅的睡眠波。它一直处于睡眠剥夺的状态。”柳泽正史说道。这一变异发生在SIK3基因上。变异体醒的时间越长，SIK3蛋白质就积累更多的化学标签。在2016年，研究者们将SIK3的发现与另一睡眠变异一同发表到《自然》杂志上。
尽管SIK3与睡眠的具体联系依旧不明晰，但酶上积累的标签（如同沙漏里的沙一点点流向底部）就已经让研究者们兴奋了。
当研究者们更深入睡眠这一谜题时，这些发现照亮了前路。它们是如何联系的？它们是如何合作以起到更大作用的？这些问题依旧没有答案。研究者们希望谜底能在两年内解开。在上述故事里，在国际综合睡眠医科学研究机构，小鼠们在一排排塑料箱里进行着它们的工作——醒来又睡去。在它们的大脑里，也在我们的大脑里，锁着一个秘密。
原文：https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/01/the-mystery-of-sleep-pressure/549473/
本文来自微信公众号：神经现实 （ID：neureality），作者：veronique greenwood，翻译：纯牛奶太甜，校对：tangcubibi、EON，编辑：EON