熬一晚的后果：大脑氧化，线粒体开裂还变少
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一个健康的人不会一直清醒，也无法永久沉睡，我们的生命就像被强制约束在两者之间。无论我们设法更靠近哪一端，似乎都离死亡近了一些。
除了徘徊在清醒和沉睡之间，大部分生命还有一项不得不进行的活动：有氧呼吸和能量代谢。如果你询问有氧呼吸和睡眠之间的联系，一些人会说它们是维系生命的基础活动。但如果你问英国牛津大学神经回路与行为中心（CNCB）的主任格罗·米森伯克（Gero Miesenböck），他会告诉你：有氧代谢是需要睡眠的根本原因。
格罗·米森伯克（Gero Miesenböck）图片来源于牛津大学
米森伯克拥有十分出彩的科研履历。早在23年前，他的研究团队就率先在光遗传学领域取得突破：他们将一组视蛋白基因导入了大鼠的神经元，结果发现用光照射这些改造后的神经元，可以让它们发出电脉冲。数年后，他和同事又将光敏离子通道植入果蝇大脑深处，并用光精确刺激其中的两个神经元来控制果蝇飞行。这些都显示了光遗传学彻底改变神经科学研究的潜力。
如今，随着光遗传学在神经科学领域的广泛应用，它几乎揭示了大脑的所有功能：感觉与运动，动机与学习，以及沟通与决策等。从2012年开始，米森伯克作为光遗传学的先驱之一，成了各大科学奖项的常客。“光遗传学”也成了诺贝尔奖的热门候选学科，或许未来还将为他的履历再添辉煌的一笔。而另一边，米森伯克又带着他的长期实验伙伴——果蝇，深入到了睡眠研究中。
睡眠倒计时
人类有很多睡眠习惯，比如到点会犯困，以及平时睡不够就要周末补觉。目前一个被普遍接受的理念是，睡眠由两个生理学过程控制，分别是生物钟（也称为昼夜节律）和睡眠稳态系统。
人体的主生物钟是下丘脑的视交叉上核，它可以接收视网膜传来的光信号，让我们的昼夜节律与周围环境相统一。与此同时，它会进一步协调身体器官和组织中的生物时钟，让我们可以跟随昼夜节律调整睡眠、昼夜代谢和免疫反应等。
睡眠稳态系统主要控制睡眠强度和时间。比如，你因一周工作严重缺觉，睡眠稳态系统就会在周末制造睡眠反弹，让你睡更长时间，得到充足的休息。在果蝇体内，这个系统中的关键脑区名为背侧扇形体（dorsal fan‑shaped body，dFB）。一部分科学家认为，人脑中的腹外侧视前区（VLPO）具有相似的功能。
研究人员之间的另一个共识是，人、小鼠等哺乳动物和果蝇在睡眠控制和调节上具有高度保守性。虽然乍一看，人和果蝇的睡眠环境截然不同：同样是每天需要约8小时的睡眠，人睡觉时需要安全、安静的环境，而果蝇只是在一个地方安静地静止。
科学家注意到，dFB开始兴奋时，果蝇睡眠就开始了。这个脑区会向果蝇大脑的其他脑区发送睡眠信号，诱导果蝇入睡。6年前，在一篇发表于《自然》（Nature）的论文中，米森伯克和同事发现，dFB就像是睡眠的坚定守护者。白天大脑清醒时，大部分神经元都十分活跃，它们会摄入能量，传递神经信号，对外界刺激作出精确的反应。但在这一期间，dFB中的神经元却会受到抑制，极不活跃——这般逆向操作就像是一个倒夜班的人，但一到睡觉的点，dFB“上班了”，它就会启动睡眠。
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