小鼠实验显示，清醒时用光刺激模拟深度睡眠脑电活动，可改善记忆并减少脑疲劳。

睡眠对大脑的重要性毋庸置疑。但有没有可能在不闭眼的情况下获得睡眠的部分益处？威斯康星大学麦迪逊分校Chiara Cirelli团队的一项新研究给出了令人惊讶的初步答案：在严格受控的实验条件下，这在小鼠身上是可行的。

研究的理论基石是神经科学中的突触稳态假说。这个假说认为，睡眠的核心功能之一是清理大脑在白天积累的不必要的神经连接，同时保留和巩固那些真正重要的连接。非快速眼动睡眠(NREM)占成人睡眠总时长的大约80%，在此期间大脑皮层会发出高度同步的慢波电信号。Cirelli指出，这种慢波活动已被大量实验证明与突触稳态过程密切相关，很可能就是睡眠产生修复和恢复功能的基础神经机制。自然界其实已经提供了这种设想的先例：海豚和海狗能够让其大脑的半个半球进入深度睡眠状态，而另一半保持警觉，从而实现"半脑睡觉、半脑值班"。

实验团队通过基因改造使小鼠的神经元可以被特定波长的光信号精确关闭，然后在大脑一侧半球植入光探针。他们先让小鼠保持清醒长达5个小时，方法是不间断地提供新的探索对象以防止其入睡。在清醒的最后30分钟，研究者用光探针对目标脑区施加周期性脉冲刺激，精密模拟出NREM睡眠特有的慢波振荡模式。当小鼠随后被允许自由入睡时，受刺激的一侧脑区没有表现出睡眠剥夺后典型的过度补偿反应。用Cirelli的话说，因为那块脑区在清醒时已经提前完成了本该在睡眠中进行的清理工作。

在后续的记忆测试环节，小鼠被分成三组：正常睡眠组、睡眠剥夺组以及睡眠剥夺但接受了人工慢波刺激组。结果显示，受刺激组的记忆表现与正常睡眠组在统计上无显著差异，而未接受刺激的剥夺组则明显较差。牛津大学的Vladyslav Vyazovskiy认为，从原理上讲可能通过非侵入性的经颅电刺激在人类身上实现类似的效果。但他同时给出了一个关键的限制：睡眠由NREM和REM两种性质完全不同的阶段交替组成，二者之间的交替节律对完整休息的意义目前仍未被充分理解。在可以预见的未来，人工干预最多只能补充睡眠的部分功能。但这项研究的意义并不在于发明一种"不睡觉的方法"，而在于它首次证明了深度睡眠的核心修复机制可以在清醒状态下被独立激活。这为理解睡眠的本质、开发针对失眠和其他睡眠障碍的新型干预手段打开了一扇全新的窗口。当然，从光遗传学刺激小鼠到经颅电刺激人类志愿者之间，还有漫长的转化道路要走。但它至少告诉了我们一件事：睡眠的益处并非铁板一块，未来也许可以像拆解零件一样，把其中最急需的部分单独取出来使用。

本文译自 newscientist，由 BALI 编辑发布。