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为什么你会熬夜做实验:有些研究只能在半夜进行

2018/05/14 来源:科研圈
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导读
科学研究不等人,它才不会有睡觉的时间。而为了更好地了解人体奥秘,科学家们也不得不夜以继日地监测、管理和分析各种材料,自然也没有了睡觉的时间。


图片来源 The Guardian

本文转载自“科研圈”。

撰文 LEAH SAMUEL

翻译 李杨

审校 阿金

编辑 魏潇

有一些很实际的原因促使研究者们在夜深人静的时候拼命做实验:有些研究就是最适合在晚上进行,一个明显的例子就是睡眠研究,需要对人体进行夜间监测。还有一些研究需要持续性地监测或频繁地干预,不能因为太阳已经下山就停下来。还有些稀缺或昂贵的资源在白天通常供不应求,因此有必要在夜间工作。

无论什么原因,许多生物医学科学家都当过守夜人——下面就是来自他们的三个故事。

月光下的激光

在熬完夜的某天早上,斯坦福大学博士后研究员雷蒙德•塞拉(Raymond Sierra)对笔者说:“我同时做着两种不同的研究,实际上经常 24 小时不回家。”今年夏天,塞拉正在研究 DNA 光裂合酶(一种 DNA 修复酶)的结构,最终目标是解析它的反应动力学。“这是只在植物体内存在的蛋白酶,保护植物 DNA 免受紫外线的伤害,人类不表达这种酶。”塞拉正在研究这种防御机制,以寻求预防皮肤癌的可能方式。

他在一座山下的实验室里使用环形同步加速器展开研究。这个机器可以发射激光,帮助实验人员深入研究生物材料的结构。这种强大的仪器在许多研究中都会被用到,因此无论何时都供不应求,塞拉必须排队等待。

塞拉说:“每天只能使用一次,一次也只能做一项实验。有时候,你可以有一整个白天的时间使用它,但大多数情况下,我们只能在夜里才有机会用。”

他花了许多个晚上使用这台机器——把植物材料放进去,在同步加速器X射线的高强度和穿透力的帮助下,塞拉能更深入地观察植物细胞。

“晚上来用真的很棒,”他说,“你不停地拍下这些高质量的 X 光片。但其他的夜晚就很无聊。你只是坐在那里收集数据,然后就睡着了,因为没什么可做的。”


睡眠之声

美国西北大学(Northwestern University)生理和睡眠医学中心的睡眠神经科学博士奈莉•帕帕兰博(Nelly Papalambros)说:“我们的工作就是观察人们的睡眠。我们还需要监控设备,确保它正常工作并进行测量。但大多数情况下,我们主要监测大脑活动。”

从 2013 年到 2015 年,帕帕兰博每周至少会花一个夜晚,对睡着的被试进行多导睡眠监测。通过记录被试的血氧水平、心率、呼吸和运动数据,研究人员能观察受试者的大脑和身体功能。在她最近的研究中,帕帕兰博和她的团队研究了某些声音如何诱发老年患者的深度睡眠。

所以,当其他人都在打盹儿的时候,她基本上是醒着在工作的。

她说:“熬夜让人筋疲力尽。熬夜有点恐怖,而且也太安静了。大约凌晨 3 点后,我就不能再清晰地思考了。所以我会在网上看一些平时根本不会去看的视频,并且会特别想吃垃圾食品。在做完睡眠实验之后的第二天,我会做一些奇怪的事情。有一次我丢了钥匙,然后我丈夫在首饰盒里帮我找到了。”

她还有另一项研究,是关于如何诱导阿尔茨海默症早期患者进入更深层次的睡眠,但是,她期待自己不用再熬夜,把研究工作换到白天进行。

她解释说:“现在我们有足够的资金来雇佣其他人做这些事,所以我熬夜工作的次数已经很少了。睡眠研究者自己却睡眠不足,这真是一个有趣的悖论。”


睡眠实验 图片来源:TradeIndia

来自午夜的折扣

尼科•达森巴赫 (Nico Dosenbach) 博士的研究将包括他自己在内的研究人员转变为研究对象。为了收集大量的个人大脑数据,达森巴赫扫描了他自己的、他的研究伙伴的,以及其他 8 名初级教员或研究生的大脑。

达森巴赫博士是圣路易斯华盛顿大学(Washington university in St. Louis)的一名小儿科和发育神经生物学教授, 他与数十名其他研究人员共享一台核磁共振成像扫描仪(MRI)。不论何时,只要这台机器有空,他就会去使用,这么做的结果就是他经常上夜班。他需要在每天的同一时间持续进行核磁共振扫描,而只有夜间,扫描仪才可能空下来,而且使用费用也更划算。

他说:“从午夜过后到早上 7 点,仪器的使用费用都会打折。它在白天是 600 美元一小时,夜间则降为每小时 50 或 60 美元。我们会一直等到计费系统的计算机时钟切换到午夜时间,这样我们就不用支付那么昂贵的使用费了。”

达森巴赫的小组每一两个夜晚就会互相扫描彼此的大脑,最终每一个人需要进行 12 次、每次持续两小时的核磁共振扫描。如无意外的话,每天夜里,他们都会在实验室里呆上几个小时再回家。

“有一两次,我与其中一名参与者一起讨论科学问题,他也是一名神经科学家,我们一直讨论到天亮以后才回家。”

从这几十个小时的 MRI 数据中,达森巴赫的团队绘制出了详细的大脑神经连接图谱,揭示了大脑网络中空间和组织结构的变异性。未来某一天,这项研究可能会帮助开发针对大脑相关疾病的个性化治疗方案。

但他承认,目前仍然存在一些挑战。

“人们经常在扫描过程中睡着了,”他说。“因为他们只是躺在那里,而且必须完全静止不动。那里面确实很吵,但这让人始终保持清醒还是很难。我们不得不把他叫醒,但是这也不容易,因为噪音实在太大了,躺在里面的人根本听不到我们的声音。”

原文链接:

https://www.statnews.com/2017/08/21/scientists-night-shift-sleep-cancer/?utm_campaign=trendmd-internal

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