人人都要睡觉，然而，为什么睡？怎么会睡？研究人员开始揭示我们入睡的生化过程的奥秘……

亚里士多德时代以前，就有人对人为什么要睡觉发生了争论，大多数结论是：睡眠的目的在于休身养息、消除疲劳。睡眠是一种恢复过程的观点被接受后，大部分早期理论家就开始试图说明睡眠是如何发生的——即产生睡眠的内在机理。其中最流行的看法是：大脑中存在一种物质，它在清醒时不断积聚，最终导致睡眠；当你入睡时，这种物质便不断消散。沿着这种思路，亚里士多德推测，是从胃中冒出的热蒸汽使人们入睡的，他写道：“发生在消化吸收过程中的蒸发作用自然具有向上运动的趋向，这就解释了用餐后为什么总会有阵阵的睡意，这也可解释疲劳，因为疲劳就像溶剂，溶解的（温热）物质就像消化前的食物。”

上个世纪，即使人们已对大脑，心血管系统有了很多认识，许多人还是相信睡眠是由于大脑充血引起的。另一种流行理论则持相反的观点，认为睡眠是由于大脑缺血或贫血引起的。当你睡着时，血液从大脑流出，流向身体各部位，尤其是肠胃。这些不同的观点不久就引起了如何睡个好觉的争议，有些医生认为不用枕头睡觉有利于血液流向头部，减少夜间大脑的贫血现象，另一些医生则认为多垫枕头可使血液从充血的大脑中流出。

十九世纪还盛行与这些生理学观点大相径庭的行为主义睡眠理论。有些行为学权威认为睡眠可能是由于失去刺激而引起的：要是生物体连续不断地接受刺激，它可能就不会入睡，一旦失去刺激，动物便入睡了。这似乎很能说明我们为什么总在晚上睡觉，或者为什么总在阴雨的星期天下午打瞌睡。可惜这答案太简单化了！尽管有连续不断的刺激，人们照样入睡，而有些即使处于万籁俱静环境中的人也照样失眠。

十九世纪末，瑞士生理学家E. 克拉帕利德（Edouard Claparede）提出了另一种行为学睡眠的理论，它超出了人们对睡眠的普遍猜想，他认为睡眠不是一种缺乏刺激的被动反应，而是一种积极过程，就像是一种本能，其目的在于防止我们的身体被废物污染，或被累垮。他对睡眠时间也作了解释：我们睡够了才会醒。这很容易被人视作老生常谈而不屑一顾，但是，克利帕利德在新引入了生物体受某种作用而产生睡眠的概念，从而为新一代理论的出现铺平了道路。

20世纪，最有前途的理论是那些认为睡眠是由于某种自然物质在大脑中积聚而产生的理论，这些被称为睡眠素的自然物是人们早已熟悉的化合物组成的，诸如乳酸、二氧化碳和胆固醇，还有一种被模糊地称为蛋白碱的，其实是一种动物在新陈代谢过程中产生的毒胺，另外还有尿毒素。到1907年，两位法国研究人员R. 雷根德（René Legendre）和H. 皮隆（Henri Piéron）又进了一步，他们声称已从被剥夺睡眠6 ~ 15天的狗的大脑脊髓液中分离出了一种物质，他们称其为催眠素。他们将这种物质注入其它未被控制睡眠的狗体内时，这些狗就入睡了。这一发现犹如给睡眠素打了一剂强心针。为此，在以后20年间一些研究小组很是活跃，尤其在德国，他们宣布发现了种种睡眠素诸如睡眠物质、睡眠激素等等，但是，就是没在生物体内分离出一种确实导致入睡的物质。未能取得真正的成功，科学家们开始有点心灰意冷，对睡眠素的研究兴趣逐渐减少了。

早在20世纪初，研究人员也曾不时宣称要想寻找睡眠素，因为生理学家再一次宣布他们已发现了睡眠机制，这次他们认为是“神经受抑”而导致睡眠的，大脑的一部分组织因感觉信号受阻，肌肉停止工作而引起睡眠的，许多研究人员是从本世纪20年代伊凡 · 巴甫洛夫关于大脑灰质受抑制作用的工作中得到动力的，他假定睡眠是由于大脑半球感觉信号的输入与指挥肌肉运动信号的输出受阻而弓的，巴甫洛夫回顾了古老的思想，认为这种情况之所以发生，部分是因为对单调刺激作出反应的结果。

巴甫洛夫没有时间对睡眠作出另外解释，他对阵容逐渐壮大的生理学家的研究工作不屑一顾。他们当时还在大脑中寻找主要功能为引发睡眠的具体中心。可是，本世纪40年代后期，人们发现了间脑和后脑中的觉醒系统，证实了这类睡眠中心确实存在！这已成为目前在睡眠研究领域中最令人瞩目的焦点之一。它表明，除了觉醒系统外，大脑还有若干相互关联的睡眠中心，其中有些中心与睡眠的定时和引发有关，有些与眼动睡眠（此时眼睛快速转动且做梦）有关，另外一些则与无眼动睡眠（此时没有快速的眼动，也不做梦）有关。甚至于在脑干中，也有两个清晰区域影响着睡眠——一个使生物体保持清醒，另一个则促进睡眠。这些发现表明了神经控制睡眠的复杂性，既非一个睡眠中心，亦非一种睡眠素。迄今为止的大多数证据表明，公认的睡眠素不只局限于睡眠中心，而是分布于整个大脑。

睡眠素和大多数睡眠中心可能只是睡眠的调节器，它们只是部分地与睡眠有本质的联系，即它们改变和调节睡眠的时间，协助组织睡眠的结构。睡眠素的这种作用可与开胃物以及它对进食的影响作类比。苦艾酒、开胃酒、某些药物以及食物的香味都能促进食欲，但这并不能解释我们为什么要吃东西。即使在一顿饱餐后，这些东西仍能引诱我们再多吃一点，但这些多吃的食物无论对我们的健康还是对我们的身段都是不必要的。

必须强调指出，睡眠素并非睡眠药，而是一种存在于大脑中的能诱使睡眠的内生化合物，J. 帕彭翰姆（John Pappenheimer）不久前刚退休，在此之前他一直领导着哈佛医学院的一个开拓性的研究小组。他不让山羊睡眠，从而发现一种当时尚无人知晓的物质——S - 因子在这些山羊的脑髓液中积聚。当他把S - 因子注入老鼠和兔子体内时，它们很快就入睡了（无人知道这种物质是否就是雷根德和皮隆曾发现的催眠素）。本世纪的80年代初，帕彭翰姆实验室的研究人员已在人尿中分离出了S - 因子，但在3000升尿中仅提炼出七百克的S - 因子。令人惊奇的是，它能产生500剂量的药力。给兔子注射后，每剂量的药力大增能使兔子无眼动睡眠六小时以上。虽然延长的睡眠颇自然，但大部分属较深的无眼动睡眠。有趣的是，S - 因子与催眠药的作用不同。例如，要唤醒注射较多剂量s－因子而沉睡的动物毫不费力，它们会吃一会儿或玩一会儿，然后继续睡觉。

田纳西大学的J. 克利格（Jim Krueger）继续了Pappenheimer所开创的工作，他证明了S - 因子是一种胞壁状，这是一种与细菌细胞壁成分很相似的物质，因此，研究人员首次得出这样的结论：S - 因子就是污染脑髓液和尿液的细菌的某种产物，但是，Krueger及其同事进一步的研究强有力地表明，大脑滞留了这种物质，并将它作为自己的生化组成部分。它似乎是被白血球吞噬后排泄出来的细菌的消化残留物，是身体免疫系统的一部分。

科学家已合成了胞壁肽，克利格已证明，把它的一种变体——胞壁二肽（MDP）注入白鼠、兔子、猫和猴子体内后，会产生比平时更多的无眼动睡眠（眼动睡眠不受其影响）。MDP在人身上还未试验过。存在一些迟效现象：兔子在注射三小时后易入睡。MDP并不影响生物体其他二十四小时的生物节律，诸如体温等，而仅影响睡眠与觉醒。奇怪的是，MDP与其它的睡眠素一样，在一天的不同时间内其效用会有所不同。

MDP还有别的作用——它能刺激免疫系统引起发烧。在兔子身上注射后，体温升高1 ~ 2°C。就像我们大家知道的那样，在患了感冒和其它疾病后，睡眠常常陪伴着发烧。现在的问题是，MDP产生的睡眠是否仅仅是发烧的副产品。这里就要识别下一种睡眠素——白细胞素 - 1（IL-1）。克利格相信，MDP其实是通过激发IL-1而起睡眠素作用的。IL-1这种化学物质是血液中的单核细胞以及某种脑神经胶质细胞制成的，它们起着滋养、保护脑细胞的作用。MDP激发单核细胞使其增殖。IL-1也被人称为“内生发热源”，或是体内自然发生的一种导致发烧的物质。然而，Krueger小组也已证明，即使你用药物抑制发烧，睡眠仍然会发生。这表明，睡眠并不只是发烧的副产品。目前最新发现的一种MDP，胞壁酰肽，仅导致睡眠而不发烧，这进一步支持了这种观点。

进入深度睡眠的途径

研究人员尚未对人为地提高IL-1水平给人的睡眠带来的新影响给予评估，它会导致更多无眼动睡眠这种较深形式的睡眠。例如，人大量的运动会提高IL-1的产生率，而出于巧合或非巧合，我们发现当天晚上睡得更沉。

IL-1还有其它作用。有些研究睡眠的科学家，尤其是西多伦多医院的H. 莫道夫斯基（Harvey Moldofsky）已经证明了睡眠，特别是人的无眼动睡眠的较深形式，似乎提高了免疫系统的某些功能。IL-1看来是此过程的中心。莫道夫斯基及其同事从睡着的志愿者身上抽取血液，发现深度无眼动睡眠的发生与免疫活动的起伏有关，例如白血球对外来蛋白质较为敏感，这些反应似乎说明血液中IL-1的水平是一步步地提高的，对于这种增高的含意，有待于研究人员作出评估，迄今为止的发现还不能得出以下结论：睡眠有助于抵抗传染病。充其量我们只能说，睡眠似乎可以增进免疫系统，而这可能是委托IL-1完成的。

然而，缺乏睡眠似乎并不损害免疫系统。莫道夫斯基的最新研究是观察整夜不睡的人会发生什么。与睡眠有关的IL-1的起伏消失了，但研究人员并未发现被试者失去任何免疫功能，只是反应的形式有所改变，这似乎支持了斯德哥尔摩压力临床研究实验室在本世纪七十年代所从事的一个研究得出的结论。在自愿不睡2 ~ 3天的被试者身上的免疫反应平衡方面，他们只发现了较小的变化。

睡眠与免疫系统的联系远未弄清，它们之间很可能有关，但并非主要的，例如，有些大脑睡眠中心，诸如下丘脑，也影响着免疫系统；损坏下丘脑，会造成失眠或睡眠过度（这取决于损害在何处），而且也改变了免疫活动。我们并不知道IL-1是调节睡眠的中心呢，还是影响网络的一部分。有迹象表明：它是影响睡眠一系列物质中的一环。正如克利格指出的，IL-1促使释放一种特定的前列腺素D₂，它是动物睡眠的有效诱导物。

研究人员已在哺乳动物的大脑中探寻其他的内生睡眠素，然而仍无人知晓这些物质是否或者在什么程度上通过IL-1起作用的，或者是通过其它途径起作用的。δ - 睡眠诱导肽（DSIP）是另一项发现，它是由M. 萝恩（M. Monnier）小组二十年前在贝塞尔大学找到的。

睡着的兔子血液中含有DSIP，如果你把它注入其他哺乳动物，例如老鼠身上，它会迅速产生深度形式的无眼动睡眠0 DSIP与IL-1的作用很相似，与IL-1不同的是，它也增加了眼动睡眠。尽管DSIP是动物睡眠的有效诱导物，但它的作用不像IL-1那么持久#研究人员在实验室已合成了DSIP，并在人体上进行了试验，但得到的结果与原来存在矛盾，现在许多人怀疑人工合成的DSIP诱发睡眠的作用很小，因为它不是原物质的不折不扣的类同物。

目前日本研究人员在睡眠素领域中处于领先地位。他们已找到了一些新的化合物，其中以促睡眠素（SPS）和前列腺素D₂最为引人注目。SPS在结构上与S - 因子相似，它是从剥夺睡眠的老鼠脑干中提出来的，含有四种化合物，其中最有希望成为睡眠素的化合物是尿嘧啶，它能促使动物长时间睡眠，尤其是增加了眼动睡眠，这些物质还没有一种在人体上做过试验。

东京医科及牙科大学的日本一位研究人员肖齐罗 · 伊诺沃强调指出，各种睡眠素，包括MDP和IL-1，都以不同的方式在啮齿动物的睡眠中起作用：DSIP导致快速睡眠，而MDP和前列腺素D₂的作用较缓慢，MDP增加无眼动睡眠，而D₂一般有助于延长睡眠，SPS和尿嘧啶则促使睡眠安稳且时间较长。

所有这些化合物对体温的影响有待于进一步探索。DSIP出现的情况比较复杂。如果动物处于冷环境中，它降低体温；如果处于热环境中，则升高体温。前列腺素则似乎是降低体温。

和克利格的发现一样，这些发现再一次表明温度与睡眠素的睡眠诱导作用是互不相关的，睡眠增加并不是由体温升高引起的。（顺便指出，在温暖环境中我们所感到的睡意是一种不同的现象，此时体温通常是不升高的）。

这些睡眠素中有一些能影响各种各样的哺乳动物，伊诺沃极想知道鱼甚至昆虫对这些社会物是否有反应。研究人员发现要真正确定这些动物是否真的在睡觉是很困难的，但是这些物质肯定具有正常的日常静休周期。在两种鲤鱼身上进行DSIP和尿嘧啶过验表明，这两种物质都明显增加了静休时间。也许，在伊诺沃的所有被试验对象中，最奇怪的是巨大的日本犀牛甲虫，它每天的休息活动周期明显也受尿嘧啶左右。也许，这些物质对所有动物的睡眠或睡眠的初级形式具有普遍的影响。

一种普遍的睡眠素，如果是存在的话，至今还未被发现。我只说了较重要的睡眠素，还有其他一些作用似乎不太大的睡眠素，如胰岛素和某些肠道激素。或许，亚里士多德的话离真理已不远了—— 睡眠可能真的是由一些沿肠道向上蒸发的物质引起的。

[New Scientist，1988年1月7日]