睡眠是一个神奇的现象。它占去了生命的三分之一，对动物的正常生理有举足轻重的作用。缺乏睡眠则会引起一系列认知缺陷，甚至导致脑细胞的死亡。然而，关于睡眠，有一个核心问题却一直没有解决：动物为什么会犯困？

    近日，由美国德克萨斯大学西南医学中心刘清华教授共同主导的一支跨国科研团队在顶尖学术期刊《自然》上发表研究，阐明了“犯困”的潜在生物学机理。这些发现有望让我们更好地理解睡眠本身。

    我们先来说说睡觉这件事。目前的主流理论认为，“睡眠—清醒”的周期对记忆力的形成与巩固有重要的作用。记忆会在清醒的时候形成，并在睡眠的时候得到巩固。与此同时，睡眠也会重塑突触的稳态。

    正是由于睡眠的这一普遍特性，研究人员们合情合理地猜测，让人犯困的机制应该会影响所有脑区，相应的分子变化则会随着清醒时间的增加而不断积累。同样，在睡眠时这些分子变化又会被清空，重启下一个循环。

    那么，什么样的分子变化会带来这样的效果呢？科学家们首先想到了磷酸化修饰。为了检验磷酸化对睡眠的重要性，科学家们做了一系列免疫化学和质谱实验，研究发现无论是容易犯困的突变小鼠，还是被剥夺睡眠的普通小鼠，整个大脑里的蛋白磷酸化修饰都有增加，且对睡眠的需求越强烈，整体磷酸化的水平就越高。更重要的是，这两种小鼠的磷酸化修饰模式极为类似，表明磷酸化的确可能在睡眠需求的产生上起到关键作用。

    之后，研究人员进一步分析表明，在小鼠产生睡意时，有80种蛋白质的磷酸化水平会较高。有趣的是，它们主要是突触蛋白，再次将睡眠与突触的稳态联系到了一起。

    “通过比较睡眠剥夺小鼠，以及犯困突变小鼠，我们能过滤掉由于过久清醒、过长睡眠、以及应激压力造成的效应，”研究人员说：“我们的发现表明这些蛋白的磷酸化——去磷酸化循环可能是大脑调节睡眠——清醒稳态的主要方式。”

    也就是说，过久的清醒会导致过度磷酸化，而睡眠能在大脑的蛋白质组中全面进行去磷酸化。鉴于良好的睡眠会影响大脑的认知，这项研究有望帮助我们更好地了解睡眠与大脑的功能。