圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的一项研究显示，不能飞到空中的苍蝇在学习适应无法飞行的状态时，会更多地睡觉。这项研究结果发表在5月8日的《科学进展》杂志上，它表明睡眠可能是一种进化工具，可以帮助动物适应具有挑战性的新环境。
“我们知道，睡眠与创造力和洞察力有关，”资深作者、神经科学教授保罗·肖(Paul Shaw)说。“你是否曾经为一个问题睡过觉，当你醒来的时候，你已经找到了答案?”焦虑会让人夜不能寐，但如果你发现自己处在一个危险的环境中，或者处于一种你不知道如何应对的情况下，睡眠可能正是你需要有效应对的。”
果蝇的睡眠和人类的很像。幼蝇需要大量的睡眠，但随着它们长大，它们对睡眠的需求就会减少。服用咖啡因后，果蝇会变得更加警觉，服用抗组胺药物后则会更加嗜睡。如果你今天让一只苍蝇保持清醒，它第二天就会睡得更多。
这些相似之处表明，苍蝇的睡眠习惯可能有助于了解人类的睡眠习惯。为了探索挑战性环境和睡眠之间的关系，肖博士和他的团队科学家兼第一作者Krishna Melnattur博士，研究了果蝇的飞行能力。
幼蝇在出蛹后的前半小时左右必须展开翅膀，否则它们的翅膀将不能正常发育。研究人员将一些新出现的苍蝇放在微小的容器中，这样它们就不能展开翅膀，他们对其他苍蝇进行基因改造，这样昆虫的翅膀就不能展开。这两种情况都使幼蝇永远无法飞行。研究人员还通过使老苍蝇的翅膀失去功能使其停飞。在所有情况下，面对无法飞行，动物们都比平时睡得更多。
在随后的实验中，研究人员追踪了向大脑发出翅膀不工作信号的神经回路，这些信号触发了更多睡眠的冲动。
Melnattur说:“当我们确定了切断或粘住成年苍蝇的翅膀时激活的神经元，它们原来是参与羽化后翅膀扩张的正常发育过程的相同神经元。”
研究人员说，从进化的角度来看，翅膀受伤和正常的翅膀发育与睡眠有着相同的神经回路，这是有道理的。这种回路在果蝇幼体中是活跃的，因为在它们发育的大脑需要睡眠的时候，果蝇会展开翅膀，学习飞行，并开始在周围的世界中导航。
肖说:“当生活中发生了迫使苍蝇适应新常态的事情时，整个回路就会被重新激活。”突然之间，它的大脑需要像年轻时一样灵活。它不能再飞了，但它仍然需要食物，它需要争夺配偶，它需要避免死亡。我们认为睡眠增强了苍蝇生存所需的大脑可塑性。”
肖和梅尔纳特正在计划实验，以确定增加睡眠是否有助于无飞行能力的苍蝇存活。他们的发现也可能提供一些线索，解释为什么有些人比其他人睡得多，以及为什么会出现一些睡眠障碍。
肖说:“人们的睡眠时间差异很大。”“有些人一晚上需要5个小时;一些需要9。睡眠是一个古老的过程，我们已经进化出一些机制来改变我们的睡眠-觉醒平衡来帮助我们满足我们的需求。如果这些机制被不适当地激活，比如由创伤性事件引发的创伤后应激障碍，它会导致你睡得太多或太少，这不再符合你的需求，然后你就有了睡眠障碍。”
梅纳图克，张B，肖PJ。扰乱飞行可以增加睡眠，并在果蝇身上发现了一种新的促进睡眠的途径。科学的进步。2020年5月8日。DOI: 10.1126 / sciadv.aaz2166
这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)的支持，资助编号为5R01NS051305-14和5R01NS076980-08。共焦设施由NIH支持，共享仪器赠款S1OD21629-01A1。
华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)的1500名教职员工也是巴尼斯犹太医院(Barnes-Jewish)和圣劳伦斯医院(St。路易的儿童医院。医学院在医学研究、教学和病人护理方面处于领先地位，被《美国新闻与世界报道》评为全美十大医学院之一。世界报道。通过与巴尼斯犹太医院和圣路易斯儿童医院的合作，医学院与BJC医疗集团建立了联系。
最初由医学院出版
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/05/flies-sleep-when-need-arises-to-adapt-to-new-situations/