摘要：你是否曾想过，每晚的酣然入睡可能并非完全由大脑主导，而是由生活在你体内数万亿细菌共同参与的复杂协作？华盛顿州立大学的最新研究正在颠覆传统的睡眠科学理论，揭示了一个令人震惊的发现：细菌产生的分子不仅存在于大脑中，还直接参与调节我们的睡眠周期。

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/09/250925025336.htm

你是否曾想过，每晚的酣然入睡可能并非完全由大脑主导，而是由生活在你体内数万亿细菌共同参与的复杂协作？华盛顿州立大学的最新研究正在颠覆传统的睡眠科学理论，揭示了一个令人震惊的发现：细菌产生的分子不仅存在于大脑中，还直接参与调节我们的睡眠周期。

这项突破性研究发现，名为肽聚糖的细菌细胞壁分子天然存在于小鼠大脑中，其浓度随睡眠模式发生显著波动。这一发现挑战了睡眠完全由神经系统控制的传统观念，提出了一个全新的"全生物条件"假说——睡眠是宿主身体与其微生物组之间复杂互动的产物。

微生物入侵大脑的证据

华盛顿州立大学博士生埃里卡·英格利希在其开创性研究中发现，肽聚糖及其相关受体分子广泛分布于大脑不同区域，其水平呈现明显的昼夜节律变化。更令人惊讶的是，当实验动物遭受睡眠剥夺时，这些分子的浓度会发生相应改变。

传统观点认为，血脑屏障会阻止大多数外来分子进入大脑，包括细菌产物。然而，英格利希的研究证实，肽聚糖不仅能够穿越这一生物屏障，还在大脑中建立了稳定的存在。这一发现从根本上改变了我们对大脑与外部微生物世界互动方式的理解。

长期从事睡眠研究的华盛顿州立大学摄政教授詹姆斯·克鲁格表示："我们体内生活着一整个微生物群落。这些微生物的进化历史比任何哺乳动物都要长得多——数十亿年的进化历程。我们认为睡眠的进化始于远古时期细菌的活动与休息循环。"

科学界早已知晓，向动物注射肽聚糖能够促进睡眠，但此前认为这种效应是通过外周免疫系统介导的。新研究首次证明，肽聚糖能够直接影响大脑活动，为理解睡眠调节机制提供了全新视角。

重新定义睡眠的本质

华盛顿州立大学的研究人员发现，细菌细胞壁分子可能有助于调节睡眠，弥合以大脑为中心的睡眠模型和微生物驱动的睡眠模型之间的差距。这项工作表明，我们的微生物对睡眠可能与神经元本身一样重要。图片来源：Shutterstock

英格利希提出的"全生物条件"假说整合了两种主要的睡眠理论。第一种理论强调大脑和神经系统在睡眠调节中的核心作用；第二种"局部睡眠"理论认为，睡眠源于全身小细胞网络中类似睡眠状态的逐步累积，就像房屋中的灯光逐一熄灭一样。

新假说提出，睡眠实际上是宿主身体与常驻微生物这两个相互作用的自主系统之间协调的结果。英格利希解释道："这不是非此即彼的关系，而是两者的协同作用。睡眠确实是一个多层次的过程，在不同的细胞和组织层面以不同的速度发生，需要广泛的协调配合。"

这一理论框架不仅重新定义了睡眠的生物学基础，还为理解睡眠障碍提供了新思路。如果睡眠确实依赖于宿主-微生物的相互作用，那么通过调节肠道微生物组可能成为治疗失眠等睡眠问题的新途径。

微生物主导的认知革命

这项研究是近年来微生物组影响人类行为和认知研究浪潮中的重要一环。越来越多的科学证据表明，肠道微生物不仅参与消化过程，还深度影响情绪调节、认知功能、食欲控制等多个方面。

传统的神经科学范式将大脑视为身体的指挥中心，采用自上而下的控制模式。然而，新兴研究正在揭示一种自下而上的影响机制——微小的微生物通过其代谢产物和信号分子影响宿主的神经活动和行为模式。

这种观点转变具有深远的哲学意义。如果我们的思维、情感和行为在很大程度上受到体内微生物的影响，那么关于自由意志和个体自主性的传统观念可能需要重新审视。克鲁格指出，微生物的进化历史远比任何高等动物悠久，它们可能在塑造宿主行为方面发挥了关键作用。

现有研究已经建立了细菌与睡眠之间的多重联系。睡眠模式的改变会影响肠道微生物组的构成和功能，而细菌感染往往导致患者出现嗜睡症状。英格利希的发现为这些观察现象提供了分子层面的解释机制。

英格利希表示："现在全世界都认识到了微生物的重要性，不仅对疾病，对健康同样重要。这是一个非常激动人心的时刻，我们开始拓展对人类如何与微生物交流，以及微生物如何与我们交流的理解。"

未来研究方向与临床意义

这项研究开启了睡眠科学的新纪元，但同时也提出了许多亟待解答的问题。肽聚糖如何穿越血脑屏障？它在大脑中的确切作用机制是什么？不同种类的细菌是否产生具有不同效应的睡眠调节分子？

从临床角度看，这一发现可能为睡眠障碍治疗带来革命性变化。传统的睡眠药物主要针对神经递质系统，而新研究提示可以通过调节肠道微生物组来改善睡眠质量。益生菌疗法、粪菌移植或特定微生物代谢产物可能成为治疗失眠的新选择。

此外，这项研究还可能影响我们对其他神经系统疾病的理解。如果细菌分子能够影响睡眠，它们是否也参与了抑郁症、焦虑症或神经退行性疾病的发病过程？

英格利希计划进一步探索这些问题，包括研究不同微生物物种的睡眠调节效应，以及宿主基因型如何影响微生物-睡眠相互作用。她的工作可能最终帮助我们理解为什么某些人比其他人更容易出现睡眠问题，以及如何通过个性化的微生物组调节来优化睡眠健康。

来源：人工智能学家