果蝇深睡眠阶段具有废物清除功能

睡眠状态

睡觉这个事情我们再熟悉不过，但是真正了解其作用的并不多。对睡眠科学来说，睡觉是由浅入深再变浅的过程，来回交替直到醒来。

深度睡眠也被称作是“黄金睡眠”，用黄金来比喻可知这一环节，可见其重要性之大。对于有睡眠障碍的人来说，他们很难进入深度睡眠，同时也会伴有头痛、记忆力下降、情绪失落等一系列问题。此外，提高深度睡眠时间和质量，可以改善我们的身体状态。

研究人员在几乎每种动物中都发现了睡眠活动，包括无脊椎动物，但是目前尚不清楚无脊椎动物的睡眠功能是否与哺乳动物相似。美国西北大学神经生物学系教授巴特·范·阿尔芬用果蝇这一无脊椎动物模型，找到了果蝇深睡眠阶段的证据，该阶段具有废物清除功能。

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“喙是果蝇的摄食器官，用于味道和食物的摄取，”Bart van Alphen说。“我们注意到了喙的周期性运动（PES）过程内果蝇通常不活动（腿，翅膀或梳理动作），发生在果蝇深度睡眠阶段。”PES被定义为喙的延长和缩回，此过程大约需要1.4秒的时间，时间恒定，幅度可变。

『喙延长』有助于伤口恢复

PES有助于伤口康复

PES阶段会不会与人类睡眠阶段功能相似有助于伤口恢复？“我们假设诱发急性伤害会增加 PES，”Bart van Alphen说。“为了测试这一点，使用HIT法诱导全身受伤，即将蝇装在附有弹簧的小瓶中，通过拉弹簧并释放弹簧，小瓶会猛烈撞击橡胶块，造成全身撞击伤害。”结果表明，这种急性内伤并不影响系蝇的总睡眠，反而PES立即增加5倍。如果人为控制PES的增加，会提高果蝇的死亡率，这表明PES有助于伤口康复。

『喙延长』有助于伤口恢复

PES有助于清理废物

『喙延长』有助于清除血淋巴

为了测试睡眠废物清理功能研究人员设置两组对照，其中一组果蝇人为控制“喙延长”。给两组果蝇注射了非代谢染料，当染料通过血淋巴扩散时，用磷酸盐缓冲液（PBS）注射苍蝇会在几秒钟内变成完全蓝色。结果表明，通过每小时目视检查两组对照中蓝色苍蝇数量，确定了在非人为控制“喙延长”组中，蓝色苍蝇数量减少得更快，这进一步证实了PES有助于清理废物。

一系列的实验验证了了研究人员的猜想，废物清除是一种古老的深度睡眠的恢复性功能，存在于果蝇和人类共同的祖先当中。苍蝇和人类似乎都具有独立进化的机制，进化出了机械解决方案，以增加睡眠期间的血流动力学振荡。