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為什麼人類需要花每天將近1/3的時間睡覺？甚至不只是人類，只要是有神經系統的生物，都需要睡覺。這被認為是生命科學中最重要的未解問題之一。不過，近期發表在《Nature Communications》上的文章可能可以回答這個問題。
以色列巴伊蘭大學的研究人員在研究斑馬魚的細胞時發現，睡眠與DNA損傷修復有著密不可分的關係。DNA的損傷可能由許多原因引起，包括輻射、神經元活動等等。每個細胞內，都有DNA修復系統可以修復這種損傷。
不過研究表明，在清醒時，修復系統動力較低，DNA損傷會不斷累積；睡眠的作用是增加修復系統動力，使每個神經元中DNA損傷正常化。修復過程在清醒期間效率不高，睡眠時大腦輸入的指令較少，清掃的效率才會高。
「這就像填補路上的坑洞，道路使用過一段時間後就需要修補，但是在白天的高峰時段修補的效率很差，在夜間交通稀少的時候修路，才是最方便和最有效的，」巴伊蘭大學生命科學學院教授Lior Appelbaum舉例。
「我們發現了睡眠、染色體動力學、神經元活動、DNA損傷和修復與整個生物體有直接的生理相關性，睡眠有助於減少清醒時大腦中積累的DNA損傷，」Appelbaum說，「儘管睡眠時，有對周遭環境降低警覺性的風險，但生物體必須睡眠，讓神經元執行DNA維護。這可能是在進化過程中，包括人類的所有動物仍保留著『睡眠』的原因。」
參考資料：Sleep increases chromosome dynamics that clear out DNA damage accumulated during waking hours
期刊小檔案：《Nature Communications》是一本開放取用的多科學期刊，致力於在生物，物理、化學和地球科學的所有領域發表高品質的研究。 該期刊發表的論文代表了每個領域專家的重要進展。
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文／林以璿 圖／許嘉真