是什么导致我们入睡？答案可能不仅在于我们的大脑，还在于它们与生活在我们肠道中的微生物之间复杂的相互作用。华盛顿州立大学的最新研究提出了一种理解睡眠的新范式，研究表明，在细菌网状壁中发现的一种名为肽聚糖的物质会自然出现在小鼠的大脑中，并且与睡眠周期密切相关。
这些发现更新了西悉尼大学多年来提出的一个更广泛的假说–即睡眠源于人体睡眠调节系统与生活在我们体内的众多微生物之间的交流。”西悉尼大学的博士生艾丽卡-英格利希（Erika English）说：”这为我们之前的发现增添了新的维度。
睡眠是人体与微生物相互作用的结果
越来越多的证据表明，我们的肠道微生物群在认知、食欲、性欲和其他活动中发挥着重要作用，这种观点颠覆了传统的以大脑为中心的认知模式，对我们理解进化和自由意志以及开发未来的睡眠障碍治疗方法都有影响。
关于肽聚糖（PG）的最新研究结果支持了这一假设，并表明细菌细胞壁产品可能在睡眠中发挥调节作用。众所周知，肽聚糖注射到动物体内可促进睡眠，但直到最近，人们还认为肽聚糖不会自然进入大脑。英国人发现，PG 及其参与 PG 信号传递和交流的受体分子存在于大脑的不同部位，其浓度随一天中的不同时间和睡眠剥夺情况而变化。
该研究成果发表在七月份的《神经科学前沿》（Frontiers in Neuroscience）杂志上；长期从事睡眠研究的西悉尼大学执教教授詹姆斯-克鲁格（James Krueger）是该文章的合著者。English 还是最近与 Krueger 合著的一篇文章的主要作者，该文章发表在《睡眠医学评论》（Sleep Medicine Reviews）杂志上，提出了睡眠的 “全生物体状态 “假说。这篇文章汇集了两种流行观点。一种观点认为睡眠是由大脑和神经系统调节的。另一种观点则侧重于 “局部睡眠”，认为沉睡是睡眠状态在全身小细胞网络中累积的结果。这种睡眠状态已在体外细胞中观察到，即所谓的 “盘中睡眠 “模型。
当这些较小的睡眠阶段积累起来时，就像家里熄灯时一样，人体就会从清醒状态进入睡眠状态。新的假说将这些理论结合在一起，认为睡眠是身体和微生物相互作用的结果–两个自主系统相互作用并相互重叠。”这不是一个或另一个，而是两个。它们必须协同工作，”English 说。”睡眠实际上是一个过程。不同层次的细胞和组织以不同的速度进入睡眠，这是综合协调的结果”。
睡眠模式与肠道微生物组的功能
微生物组与行为之间的联系正在多个方面显现出来，表明在肠道中形成的微生物在认知和人类基本行为中发挥着重要作用。这项研究颠覆了人类神经学的传统观点，表明人类神经学并非完全是自上而下–即大脑决策过程的结果，而是自下而上–即由微小生物驱动的，这些微小生物的进化使动物成为它们的宿主，它们的需求影响着宿主的活动和认知。
“我们体内生活着整个微生物群落。这些微生物的进化史比任何哺乳动物、鸟类或昆虫都要长得多，长达数十亿年。”克鲁格说，他在2023年被睡眠研究学会评为 “睡眠研究领域的传奇人物”。”我们相信，睡眠的进化始于远古时代细菌的活动/不活动循环，而驱动这一循环的分子与今天驱动认知的分子有关。”
英格利希的工作建立在细菌与睡眠之间已知联系的基础上，包括睡眠模式会影响肠道微生物组的功能，以及细菌感染会导致人们睡得更多。新发现提出了一些问题，英格利希希望进一步研究。”她说：”现在世界已经认识到微生物不仅对疾病而且对健康有多么重要，这是一个非常令人兴奋的时刻，我们应该扩大对我们如何与微生物交流以及微生物如何与我们交流的认识。
