睡眠的科學

在日本的筑波大學，柳澤正史博士指導率領的國際綜合睡眠醫科研究所（WPI-IIIS）就是一個由不同領域的世界級科學家組成的科研機構。WPI-IIIS對睡眠的神經分子生物學，展開基礎性研究，致力於更好的認知睡眠機制，從而能夠治癒睡眠障礙以及相關的疾病。

國際綜合睡眠醫科研究所之所以設立的理由，是由於睡眠和促食素（亦稱為下視丘分泌素）之間找到相關性的發現。促食素這種化學物質是下視丘外側區所合成和分泌的一種小分子神經多肽，它掌控著大腦裡的覺醒功能。促食素作為一種覺醒誘導物質，當它缺乏會導致人睡眠結束時覺醒的困難。促食素會高度刺激跟覺醒狀態有關的腦核及其相關的神經遞質系統（例如包括多巴胺、去甲腎上腺素、抗組織胺藥及乙醯膽鹼）。

促食素Orexin，亦被稱為食慾肽及食慾因子，它的基因位於的17號染色體，此促食素具高度興奮作用。促食素Orexin是對兩種不同的神經肽激素的統稱；這個促食素Orexin分子，分別是促食素-A及B（或是下丘腦泌素-1及-2）組成，而兩者是由一種蛋白質分裂而來的，而且兩者的氨基酸排序相似度達50%。研究發現促食素A(如下圖Wikipedia)可能比促食素B在生物學意義上更重要。只有很少數量的細胞負責產生促食素Orexin（這些細胞包括下丘腦的側部及後部），但是這些促食素的影響卻可以直達整個腦部。促食素會跟一種G蛋白偶聯受體結合，其名為促食素受體。

最近的研究指出促食素Orexin的主要角色是衡量新陳化謝、生理節奏以及睡眠債等多方面的影響，從而決定生物體究竟應該清醒或是睡眠。對中樞神經系統注射促食素會導致失眠、體溫上升、大幅提升身體運動及能量消耗。很怪異的是 : 缺失睡眠也會增加促食素的傳送。可能有人會認為促食素是一種刺激食慾的神經肽，但事實上，促食素Orexin不足的嗜眠發作患者，卻反而出現體重增加的現象，所以睡不好，反而會胖，道理在此。

當一個人清醒時，腦電波顯示出規律的節奏。通常的眠過程包含了從覺醒到腦電波變得更慢，更不規則，這就是所謂的「非快速眼動NREM睡眠」的過渡，這是睡眠的一個必要初始階段。在這之後大多數記憶中的夢會開始出現時，腦電波又開始顯示更加活躍的模式，這就是「快速動眼REM睡眠」，人體的肌肉會更加鬆弛，大腦從而開始做夢。完成一個深淺度的睡眠的階段約九十分鐘一個循環，然而，在柳澤教授早期的實驗研究中，他發現促食素Orexin的缺乏，會導致老鼠從覺醒狀態立即過渡到淺層睡眠的REM階段，完全跳過了睡眠初期的非REM階段。

柳澤教授還介紹說“我們在實驗室的老鼠身上觀察到一些奇怪的行為，它們在四處跑動的時候會突然倒下，如同死去了一樣，過一會兒後又重新活動起來。我們把老鼠的這種症狀歸結為猝發性睡病（Narcolepsy嗜睡症）。”

猝發性睡病這種睡眠障礙是由睡眠和覺醒之間不正常的轉換造成的，在人體上通常出現不規則睡眠習慣導致成慢性疲勞和白天的猝發性睡病，以及昏倒，患者在昏倒期間意識完全清醒但卻失去肌肉的控制能力，這通常在患者，在突發情緒反應下，可能會引發，如笑聲、發怒、驚嚇或恐懼時，可能持續幾秒到幾分鐘。

柳澤教授解釋說“研究者瞭解到95%以上的猝發性睡病患者都是由於促食素Orexin的缺乏。如果我們能從某種程度上找到促食素Orexin替換物質，那麼就可以從根本上治癒這種疾病。非常遺憾的是，促食素Orexin是被直接輸送到大腦裡面，要替換這一過程是很難做到的。所以我們所需要的是一種Orexin的促效藥，它能模仿促食素Orexin的功能，從而以完全自然的方式讓患者蘇醒過來。這就是目前我們致力於研究開發的工作。”

「Orexin促效藥」的開發能夠幫助睡眠調節，從而治療由睡眠障礙導致的各種身體和精神疾病，比如抑鬱症、肥胖症和代謝綜合征等。另外一方面，具有阻斷效果的「Orexin拮抗藥」，能夠讓人快速進入睡眠狀態。

目前市場販賣的藥物只是起單純的鎮定效果，而「Orexin拮抗藥」可以誘發人體進入一個很自然的睡眠狀態，這可以治療抑鬱症以及時差症等各種病症。這種拮抗藥有可能將很快進入市場。這代表著我們確實站在了揭開睡眠科學神秘面紗的前沿。”