睡眠是人类生存的基本生理需求之一，与食物、水和空气同等重要。
但睡眠受社会因素驱动，受环境和个人因素影响，而最近的一项研究表明，它可能受到细菌碎片的影响。历史上，科学家认为肠道微生物影响生理睡眠调节的可能性不大。最近发表在《神经科学前沿》的研究指出，细菌细胞壁成分（肽聚糖）已在被称为脑干、嗅球和下丘脑的脑区被发现。
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肽聚糖在科学文献中也被称为胞壁质，它是大多数细菌细胞质膜外的一层坚固的网状结构。这有助于维持细菌的形状和刚性。没有肽聚糖，细菌就会像小水球一样。
细菌壁由称为肽聚糖的材料构成，质地坚硬。（图片由TrueCreatives/Canva提供）最近的研究表明，在睡眠剥夺或睡眠模式改变期间，肽聚糖的浓度似乎会增加。这表明肠道微生物群可能在睡眠质量中发挥作用。
这项研究在九只雄性小鼠上进行，它们被安置在12小时光照/黑暗循环中。在48小时内进行测量，以绘制睡眠和休息期间的脑活动周期。之后，小鼠被实施安乐死。大脑的不同区域被立即分离，以便独立测量各区域的肽聚糖水平。
该研究以严谨的方式进行和设计。但该研究仅使用成年雄性小鼠。虽然动物模型可以转化为人类研究，但微生物群研究中的转化较弱。动物微生物群研究只能告诉我们这么多关于肠道中发生的事情，因为人类和小鼠生活的环境大不相同。
例如，2006年的一项突破性论文培育了体内没有任何微生物的小鼠，称为无菌小鼠，然后将其中一些小鼠移植了来自肥胖小鼠的肠道微生物群。研究发现，接受肠道微生物群移植的小鼠比移植了来自瘦小鼠微生物群的无菌小鼠获得了更多体脂。这项突破性研究表明，肠道微生物群可能有助于体重增加并导致肥胖。
但后续研究使用来自瘦人的粪便微生物群移植到肥胖青少年中，并未导致体重减轻。小鼠的发现可以提示机制，但不一定能预测人类的结果。
此外，最近的小鼠睡眠研究忽略了另外49%的人口，即女性。这一差距可能会让世界上一半的人在睡眠健康方面处于黑暗中。
那么，当我们理解肠道微生物群时，啮齿动物胃肠道中发现的生物是否真的重要，以及它们如何干扰睡眠模式？
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我们的大脑传统上被认为是无菌的，并受到血脑屏障的保护。这个紧密的系统阻止微生物和分子进入健康人的大脑。没有证据表明存在脑微生物组，不像消化系统和皮肤上那样。
然而，先前的研究表明，与细菌相关的碎片，如肽聚糖和脂多糖，可以在大脑内检测到。这可能是因为这些碎片比细菌小。在睡眠剥夺、炎症、衰老或剧烈运动后，血脑屏障和肠壁的通透性会增加。
大脑中的血管被一层屏障包围，防止微生物进入。（图片由baehakqinugroho/Canva提供）构成肠道壁的细胞的日常变化可能受到昼夜节律对细胞膜及其其他区室之间连接的直接影响。
这些连接形成一道密封，防止分子和离子在细胞间通过，基本上控制着什么可以通过。当这些连接放松时，这允许在胃肠道中发现的生物进入血液，然后被运输到全身。
目前尚不清楚这是好是坏，但渗漏的连接与炎症性肠病有关。
一些研究表明，我们的微生物群通过肠脑轴紧密相连。尽管在大鼠和小鼠上进行了大量关于肠脑轴的研究，但在动物研究和人体实际发生的情况之间很少有转化联系。
这意味着研究人员需要投入大量资源，通过大规模人类干预来研究肠道微生物组如何与我们的器官和其他生理系统相互作用。由于我们对肠道微生物组仍有许多不了解的地方，要获得这种科学见解还有很长的路要走。
然而，这项研究确实反映了科学界和公众对人类微生物学与神经科学交叉点日益增长的兴趣。
人体可能只是开始意识到其自身各部分及所有组成部分之间是多么相互关联。
刘易斯·马蒂恩，威斯敏斯特大学生命科学高级讲师
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