Natalie Andrewson
位于日本筑波的
国际综合睡眠医学研究所
是一个只有五年历史的年轻研究所，但它已成功吸引了全球120多位各个领域的优秀研究人员的加入。研究所的所长 Masashi Yanagisawa 获得了日本政府资助，在筑波大学建立了一个大型的睡眠研究基地。
在这里，他们的研究重点并非那些常见的导致睡眠问题的原因及疗法，而是
与
睡眠相关的基础生物学。
科研所里硬件设施配备优越，有着大量高精尖的科研设备，安静的专供小鼠睡眠的研究室，以及与螺旋梯融合在一起的宽敞的工作空间。斥巨资打造的一个这样的科研中心，目的就是为了能集中最优资源来探讨
生物为何需要睡眠
这一基础大问题。
睡眠于我们而言是如此熟悉和普遍，但它背后所蕴含的科学却又如此神秘。即使是简单得像水母一样的动物，在被迫“熬夜”后，也会需要休息更长的时间来恢复“熬夜”所带来的疲劳。而且这种弥补性睡眠不仅出现在水母和人类身上，还普遍存在于整个动物王国中。
生物学家将这种需求称为“
睡眠压力
”：熬夜太晚，会加重睡眠压力。晚上的昏昏欲睡感，是因为白天的清醒状态在持续的累积睡眠压力。但“睡眠压力”这一概念就如同物理学中的“暗物质”一样，
我们并不知道它是什么，又具有怎样的性质
。
越深入思考睡眠压力，就会发现等待我们去揭示的谜团有很多很多。例如，什么东西在清醒状态中积累，在睡眠过程中释放？睡眠压力像是一个计时器一样吗？或者是每天累积的某种需定时清理的分子？又或者是某种锁在大脑内的计时装置，每晚都在等待被清零？
换句话说，Yanagisawa 问道，“
睡眠的物质基础是什么？
”
从生物学角度对睡眠压力的研究始于一个多世纪以前。其中一位法国科学家曾完成的实验尤为著名：他让狗保持十天以上的清醒状态，然后从它的大脑中抽取出液体，再将得到的液体注入正常的得到良好休息的狗的大脑中，发现休息好的狗在被注入提取液后会迅速入睡。
在被剥夺睡眠的状态下，导致了某种物质在这些液体中的累积，让狗狗昏昏欲睡。
那么这个墨菲斯（睡神）的小帮手究竟是什么物质呢？科学家称这种未知物质为
催眠激素
（hypnotoxin），对催眠激素的性质的探索或许有助于揭示为何动物会瞌睡。
到了20世纪上半叶，研究人员可以运用更先进的脑电图技术，对睡眠中的大脑内部情况进行监视。
通过脑电图他们发现，
大脑在睡眠过程中并非处于“关机状态”，而是有一个明确的例行程序。
随着眼睛的闭合和呼吸的加深，清醒时脑电波描记器上显示的激烈波动，会变成长长的初期睡眠波形。大约过了35到40分钟，新陈代谢减慢、呼吸变得均匀，此时睡着的人已不会轻易醒来。接着，再过一段时间后，大脑活动似乎出现反转，波形又开始变得小而紧凑：这时睡眠者进入了梦境的
快速眼动
（REM）
状态
。在一遍又一遍地重复这个循环后，睡眠者最后会在快速眼动的结尾中醒来。
睡眠压力能改变这些脑电波。
睡眠越少的受试者，睡眠越慢，在快速眼动开始之前的波形越大。科学家在许多动物实验中都观察到这种现象，包括鸟类、海豹、猫、仓鼠和海豚等。
如果你需要更多的证据，来证实睡眠并非一个被动的节能状态，可以参考那些从冬眠中醒来仍会犯困的动物。它们从睡梦中得到的，并不能在冬眠过程中获得。尽管在冬眠时它们体内的每一个反应几乎都放慢了速度，但睡眠压力仍在堆积。新研究所的研究员 Kasper Vogt 看着屏幕上显示的睡眠状态下小鼠的神经元放电数据说：“
我想知道的是，为何睡眠压力这一大脑活动会如此重要？重要到对足以让动物愿意冒着被吃掉的风险、消耗大量可用来生育和猎食的时间？
”
