人和动物为什么要睡眠
有神经系统的动物都要睡眠，从线虫到蚂蚁、苍蝇、老鼠、人和大象等等等等动物都要睡眠，甚至将神经细胞放到体外培养，不与动物的其他组织器官打交道，这些神经细胞也要睡眠。但为什么要睡眠，一直都不清楚，在庆祝《科学》SCIENCE创刊125周年之际，该刊杂志社公布了125个最具挑战性的科学问题，其中第84个问题是：为什么要睡眠?
2019年3月5日发表在《Nature Communications》上的一项新研究中，以色列巴伊兰大学的研究人员发现睡眠是为了加快神经元细胞核损伤的DNA的修复率。一篇《研究实锤来了：困了又不睡，DNA易报废！》再次报道以色列巴伊兰大学研究人员的成果：在清醒状态下，哺乳动物大脑神经会不断积累 DNA 损伤，并招募 PARP1 蛋白进入神经元准备进行修复，当损伤积累到一定程度后，PARP1 蛋白就会发出信号，让大脑进入睡眠状态，并募集 DNA 损伤修复蛋白进行修复。在斑马鱼体内研究人员证实，通过遗传或药理学手段增加 PARP1 表达可以促进斑马鱼睡眠，并增强睡眠依耐性 DNA 损伤的修复。相反，抑制 PARP1 蛋白活性，不仅会阻止 DNA 损伤修复，即使当斑马鱼神经元 DNA 损伤超过阈值，斑马鱼也不会意识到疲倦进入睡眠状态。也就是说，PARP1 蛋白是大脑感知 DNA 损伤并驱动睡眠的关键因素。
我认为这个观点有点牵强附会，因为其它组织的细胞或没有神经系统的生物细胞无需睡觉，照样能修复细胞核损伤的DNA。因此，如果认为睡眠意义是用于修复损伤或排除代谢废物，是不合理的，因为按理来说，清醒过程也能修复损伤和排除废物，甚至快于睡眠。譬如，伤口愈合和肝脏处理毒素可以每天24小时不间断进行。《科学》的一篇最新论文在帽带企鹅（Pygoscelis antarcticus）中发现，它们一天中可能会经历超过一万次打盹，不过每次打盹的时间可能在4秒钟左右也可说明睡眠的意义不可能是用于修复损伤和排除废物。发表于2017年11月8日的《科学转化医学》说，英国剑桥大学分子生物学实验室的Nathaniel Hoyle和团队发现一种特定皮肤细胞中的基因会随着昼夜打开或关闭，他们决定对曼彻斯特大学一个特殊的烧伤机构收集的数据进行分析。他们发现，平均而言，白天的伤口愈合速度要快得多——只需要17天，而夜间产生的类似烧伤的愈合持续了28天。这说明睡眠不但不是为了修复损伤，反而降低了修复损伤速度。由于衰老原因与毒素积累无关，因此，睡眠时间长短与寿命也无关，例如，英国前首相撒切尔夫人每天只睡4小时，寿命是87岁，相对论创始人爱因斯坦每天睡10小时，寿命是76岁。
题为（Science:美约翰霍普金斯大学科学家揭示睡眠时候大脑神经连接变弱机理，2017-02-14 细胞）的文章说的是：临时的学习记忆会使突触中一些受体蛋白增多，因此突触增大，但不能无限制增大，为了能再次学习做准备，睡眠会移降掉受体蛋白，故突触再次变小，可以说，没有睡眠，就不可能学习，这就是动物为什么要睡眠的原因。
题为《睡得好，脑子才好使！科学家首次发现睡眠期间特殊脑电波可以擦除记忆缓存，帮助新记忆产生》的文章说的是：早在1971年，研究者在小鼠的大脑海马体内发现，当新记忆形成，海马神经元会形成短暂的、稳定的连接[J. O’Keefe, J. Dostrovsky, Brain Res.34, 171 (1971).]，就是记忆的暂存。但是，海马的大小是有限的，因此不能无限暂存记忆，新记忆将会转移到新皮质形成长久的记忆，而海马则被“格式化”一空，以便迎接下一段新记忆的暂存。
当睡眠渐深，脑电波呈现同步化的慢波，这时我们就进入了慢波睡眠（slow-wave sleep）。在这种状态下，海马会自发释放瞬间的高频振荡，研究者把这种特殊的脑波称为尖波涟漪（SWR）。来自日本东京大学的池谷裕二（Yuji Ikegaya）和RIKEN脑科学研究所的藤泽茂义（Shigeyoshi Fujisawa）团队合作发现，经历过SWR之后，海马突触连接有所下降，就是与旧有记忆有关的连接被清除，可是沉默了SWR的小鼠突触却变化很小，就是与旧有记忆有关的连接没有被清除，海马的“重置”过程受到阻碍，影响小鼠新记忆的形成[http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1524]。
上述美日国科学家的研究是诺贝尔奖级的。
结语：一般来说，对为什么要睡眠的解释是为了消除疲劳，为了修复机体损伤，这是很笼统的错误的解释，并没有说明睡眠背后的本质。其实睡眠的本质就是清除神经元突触中暂存（缓存）的信息，只有清除掉暂存的信息才能腾出空间为下次学习再暂存作准备，这和电脑手机中的垃圾一样要每隔一断时间清除一次，这是电脑和大脑所共同的基本工作原理。
类似的，这篇题为《不睡觉大脑“雪崩”！睡一觉大脑恢复最佳状态！Nature子刊：“需要睡觉”的根本原因找到了！》说：大脑就好比一台生物“计算机”。当人处于清醒状态时，记忆和经历便会一点一点地改变“代码”，使得系统慢慢地偏离了理想状态。而睡眠的核心意义在于：重启大脑，使这台“计算机”恢复最佳计算状态。该研究发表在Nature Neuroscience上［regime in cortical networks. Nat Neurosci. 2024 Jan 5. doi: 10.1038/s41593-023-01536-9. Epub ahead of print. PMID: 38182837.[2]https://www.eurekalert.org/news-releases/1030564］。-原创：黄必录，欢迎转载
