每个人都听说每晚睡7到9个小时是至关重要的，这个建议被重复了很多次，已经成为了真理。如果睡眠不足，你就更有可能患上短期和长期的健康问题——记忆力问题、代谢问题、抑郁、痴呆、心脏病、免疫系统减弱。
但近年来，科学家们发现了一种罕见的品种，它们一直很少睡觉，而且也不会更疲惫。
他们被称为天然短睡眠者，从基因上讲，每晚只需要4到6个小时的睡眠。这些异常值表明，重要的是质量，而不是数量。他们希望，如果科学家们能弄清楚这些人的行为有何不同，就能深入了解睡眠的本质。
“最重要的是，我们不了解睡眠是什么，更不用说它的作用了。考虑到普通人一生中三分之一的时间都在睡觉，这真是令人难以置信，”加州大学旧金山分校的神经学家路易斯Ptáček说。
科学家们曾经认为睡眠只不过是一段时间的休息，就像关掉电脑为第二天的工作做准备一样。托马斯·爱迪生称睡眠是浪费时间——“这是我们洞穴时代的遗产”——并声称自己每晚的睡眠时间从不超过4小时。他发明的白炽灯泡鼓励人们缩短睡眠时间。如今，美国成年人每晚睡眠不足5小时的人数创下历史新高。
但现代睡眠研究表明，睡眠是一个活跃而复杂的过程，我们不一定想缩短它。在睡眠期间，科学家们怀疑我们的身体和大脑正在补充能量储存，冲洗废物和毒素，修剪突触并巩固记忆。因此，长期睡眠不足会对健康造成严重后果。
我们对睡眠和睡眠剥夺的大部分了解都源于上世纪70年代匈牙利籍瑞士研究人员亚历山大·博尔巴姆萨伊提出的一个模型。他的睡眠双过程模型描述了不同的系统——昼夜节律和睡眠体内平衡——如何相互作用来控制我们的睡眠时间和睡眠时间。生物钟在光线和黑暗等外部信号的引导下，决定了24小时的睡眠和清醒周期。另一方面，睡眠平衡是由内部压力驱动的，这种压力在你醒着的时候形成，在你睡着的时候减弱，像饥饿一样起伏不定。
这些模式是有变化的。“我们都知道有早起的鸟儿和夜猫子，但大多数人都介于两者之间。我们一直都知道有短睡眠者和长睡眠者，但大多数人介于两者之间，”Ptáček说。“他们一直存在，但他们没有被认识到的原因是，这些人通常不去看医生。”
当Ptáček和他的同事、加州大学旧金山分校（University of California, San Francisco）的人类遗传学家和神经科学家付英辉（Ying-Hui Fu，音）认识了一位认为自己早睡是一种诅咒的女性后，情况发生了变化。这位女士很自然地在凌晨醒来，当时“寒冷、黑暗、孤独”。她的孙女们继承了她同样的睡眠习惯。研究人员确定了这种罕见的早起鸟的基因突变，在他们发表研究结果后，成千上万的极端早起者突然出现了。
但傅回忆说，他对一个不符合这种模式的家庭很感兴趣。这些家庭成员起得早，但不早睡，他们只睡了大约6个小时就感到神清气爽。他们是第一批被确定具有家族性天然短睡眠的人，这种情况像其他遗传特征一样在家族中遗传。Fu和Ptáček将他们短暂的睡眠归因于一种叫做DEC2的基因突变。
研究人员继续对小鼠进行DEC2突变的基因工程改造，结果表明这些动物比它们的同伴需要更少的睡眠。他们发现该基因的作用之一是帮助控制一种叫做食欲素的大脑激素的水平，这种激素能促进清醒。有趣的是，食欲素缺乏是嗜睡症的主要原因，嗜睡症是一种以白天过度嗜睡为特征的睡眠障碍。然而，在睡眠不足的人身上，食欲素的产生似乎增加了。
随着时间的推移，研究小组已经确定了七个与自然睡眠不足有关的基因。在一个有三代短睡眠者的家庭中，研究人员发现了一种名为ADRB1的基因突变，该基因在脑干的一个区域——脑桥背——高度活跃，该区域参与调节睡眠。当科学家们用一种技术刺激老鼠的大脑区域，将它们从睡眠中唤醒时，携带ADRB1突变的老鼠更容易醒来，保持清醒的时间也更长。
在一对短睡眠者父子中，研究人员发现了另一种基因NPSR1的突变，该基因参与调节睡眠-觉醒周期。当他们制造出具有相同突变的小鼠时，他们发现这些动物睡觉的时间更少了，在行为测试中，它们没有通常因夜间睡眠不足而出现的记忆问题。
研究小组还发现，在两个不相关的睡眠周期缩短的家族中，一种名为GRM1的基因发生了两种截然不同的突变。同样，经过基因改造的老鼠睡眠时间更少，没有明显的健康后果。
和老鼠一样，天生睡眠不足的人似乎对睡眠不足的不良影响免疫。如果有什么区别的话，那就是他们做得非常好。研究表明，这类人雄心勃勃、精力充沛、乐观，对压力有非凡的适应能力，对疼痛的承受能力也更高。他们甚至可能活得更久。
根据对短睡眠者的研究结果，一些研究人员认为，可能是时候更新旧的睡眠双过程模型了，这就是Ptáček如何发展出第三种影响的想法。更新后的模型可能是这样展开的：早上，生物钟表明是时候开始新的一天了，睡眠稳态表明你已经得到了足够的睡眠，可以起床了。然后是第三个因素——行为驱动——迫使你出去工作，或者找个伴侣，或者收集食物。到了晚上，这个过程反过来，让身体平静下来，准备睡觉。
也许短睡眠者是如此受驱使，以至于他们能够克服让其他人待在床上的先天过程。但也有可能是，不知何故，睡眠时间短的人的大脑构造得如此高效，以至于他们能够事半功倍。
西北大学昼夜节律和睡眠医学中心主任菲利斯·齐说：“并不是说七到八小时有什么神奇的东西。”Zee可以想象出无数种方法，让短睡眠者的大脑更有效率。他们是否有更多的慢波睡眠，这是最能恢复体力的睡眠阶段？它们是否会产生更多的脑脊液，这种液体浸泡在大脑和脊髓中，使它们能够排出更多的废物？他们的新陈代谢率是否不同，从而帮助他们更快地进入和退出睡眠？
“这一切都是关于效率，睡眠效率——这就是我的感受，”傅说。“无论他们的身体需要睡眠做什么，他们都能在短时间内完成。”
Fu和Ptáček最近的研究表明，天生睡眠不足的人可能更有效地清除导致神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的有毒大脑聚集物。研究人员将具有短睡眠基因的小鼠与携带易患阿尔茨海默病基因的小鼠进行了繁殖。患有阿尔茨海默病的老鼠体内产生了异常蛋白——淀粉样斑块和tau蛋白缠结——这在人类身上是痴呆症的标志。但杂交小鼠的大脑产生的这种缠结和斑块较少，似乎睡眠突变在保护动物。
Fu相信，如果她在心脏病、糖尿病或其他与睡眠剥夺相关的疾病模型中进行类似的研究，她会得到类似的结果。
目前尚不清楚迄今为止发现的短睡眠基因是如何保护人们免受睡眠不足的不良影响的，也不清楚这些基因的突变是如何使睡眠更有效的。为了找到答案，Fu和Ptáček开始把短睡眠者带到他们的联合实验室，测量他们睡觉时的脑电波。他们的睡眠研究因Covid-19大流行而出轨，但他们渴望让它回到正轨。
研究人员还对了解其他睡眠异常值感兴趣。和大多数行为一样，睡眠时间也遵循钟形曲线。短睡眠者坐在曲线的一端，长睡眠者坐在另一端。傅教授发现了一种与长时间睡眠有关的基因突变，但对长时间睡眠者的研究具有挑战性，因为他们的作息时间与社会的规范和要求不一致。睡眠时间长的人经常被迫早起去上学或工作，这可能导致睡眠剥夺，并可能导致抑郁症和其他疾病。
虽然睡眠有很强的遗传成分，但它也会受到环境的影响。了解更好的睡眠是可能的，并了解其基础，可以为优化睡眠的干预措施指明道路，使更多的人活得更长、更健康。
例如，Zee的实验室已经尝试使用声音刺激来促进深度睡眠的慢波，从而增强记忆处理，这可能是短睡眠者成功的秘诀之一。在一项研究中，他们在研究参与者睡觉时播放粉红噪音——一种比白噪音更柔和、更自然的声音，更像雨或海洋的声音。第二天，这些参与者在学习和回忆成对单词的测试中记住了更多。“我们可以增强记忆，但我们并没有让他们睡得更长或更短，”Zee说。“我认为还有很多东西需要学习。”
目前，研究人员建议人们专注于获得所需的睡眠时间，并认识到因人而异。当Ptáček听到有人鼓吹每个人每晚都要睡8小时时，他仍然很生气。“这就像说人口中的每个人都必须是5英尺10英寸，”他说。“遗传学不是这样运作的。”
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