許多小學生為了熬過課堂上無聊的部分，會偷偷地在課桌上打盹。另一方面，萊納·施密特總是努力保持清醒。但他還是會打瞌睡——幾乎每節課都會這樣。這絕不是老師的錯。從童年起，施密特就患上了一種不尋常的神經系統疾病：嗜睡症。
現在，56歲的數學老師施密特仍然與壓倒性的白天嗜睡和疲勞作鬥爭，這是嗜睡症的標誌性症狀。與大多數人清醒16小時，睏倦8小時不同，施密特和其他嗜睡症患者一樣，白天每隔幾個小時就想睡覺。短暫的睡意不斷困擾著他。最終，睡眠的慾望變得無法抗拒，然後他可能會真的睡著，通常是幾秒鐘到幾分鐘。他可能會在講座、會議或談話中打盹。他甚至可能在開車時睡著。
嗜睡症影響著美國每2000人中的一人——這個國家至少有15萬人——而且可能更多。專家說，患有這種疾病的人通常不會將自己的睏倦視為疾病的徵兆，因此他們不會去看醫生。結果，他們通常在首次出現症狀後10到15年才被診斷出患有這種疾病。
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研究表明，在這段時間裡，嗜睡症患者在工作和社交關係中遭受了巨大的痛苦。許多人失業，因為僱主或潛在僱主經常認為他們懶惰，並且未能提供這些人表現良好所需的便利條件。
德國精神病學家卡爾·弗里德里希·奧托·韋斯特法爾於1877年首次描述了嗜睡症，但直到最近，研究人員才開始破譯這種奇怪疾病的生物學原因。值得注意的是，他們已經確定了一種在大腦中明顯缺失的腦化學物質。更重要的是，令人驚訝的新證據表明，嗜睡症可能是一種自身免疫性疾病，就像1型糖尿病或多發性硬化症一樣。最近的研究工作已經產生了關於嗜睡症患者大腦中發生紊亂的有力理論，以及治療這種使人衰弱的疾病的可能新療法。
生活在夢境中
醫生通常透過夜間監聽一個人的大腦來診斷嗜睡症。在睡眠研究或多導睡眠圖中，電極會記錄受試者整晚的腦電波和肌肉運動，從而揭示患者何時處於清醒狀態或處於不同的睡眠階段。
在正常睡眠期間，一個人首先進入所謂的非快速眼動睡眠（NREM）睡眠，從第一階段開始，然後經過第二、第三和第四階段，這些階段逐漸加深和增強。大約90分鐘後，快速眼動睡眠（REM）開始。眼球在眼瞼下快速移動，大腦活躍，產生夢境。
與這種模式相反，嗜睡症患者在入睡後幾分鐘內就開始快速眼動睡眠，這種現象稱為睡眠起始快速眼動期（SOREMP）。醫生認為SOREMP是一個診斷性的危險訊號。嗜睡症患者也比健康人花費更多的時間在快速眼動睡眠中。也就是說，他們做夢很多——可能太多了。
嗜睡症患者在快速眼動睡眠中花費的時間過長可能會剝奪他們的深度睡眠，深度睡眠是身體恢復和細胞再生以及早晨感到清醒的關鍵階段。因此，嗜睡症患者的白天嗜睡可能主要源於控制快速眼動睡眠機制的失敗。
與這種想法一致的是，許多嗜睡症患者似乎在白天也經歷了類似快速眼動睡眠的症狀。例如，他們可能會在入睡前或午睡醒來後立即看到或聽到夢幻般的影像或聲音。奇怪的是，他們中的許多人還會經歷奇怪的肌肉塌陷，或稱猝倒，這讓人聯想到正常快速眼動睡眠期間發生的肌肉鬆弛。
在猝倒中，諸如興高采烈、驚訝或憤怒等強烈的情緒可能會導致嗜睡症患者的膝蓋彎曲或頭部下垂。在最壞的情況下，整個肌肉系統都會失靈，導致患者倒下，癱瘓幾秒鐘到幾分鐘。“你就像一座被炸彈擊中的建築物一樣倒塌，”施密特說。同樣，在正常的快速眼動睡眠中，當大腦和眼睛活躍時，身體實際上是靜止不動的，這要歸功於肌肉張力降低，這可能會阻止人們將夢境付諸行動。
然而，嗜睡症可能不僅僅是一種快速眼動睡眠障礙；神經學家拉斐爾·費裡及其在義大利特羅伊納的奧阿西精神發育遲滯和腦衰老研究所的同事在2005年報告的工作表明，嗜睡症患者在非快速眼動睡眠中也表現出某些異常。奧阿西研究人員記錄了49名嗜睡症患者大腦非快速眼動睡眠期間的腦活動爆發，稱為週期性交替模式（CAPs），並將他們與37名同齡的正常睡眠者進行了比較。研究人員記錄到，嗜睡症患者的CAPs比正常睡眠者少得多，正常睡眠者通常在夜間有數百個CAPs，每個CAPs持續幾秒鐘。科學家們認為，除了表明非快速眼動睡眠在嗜睡症中也受到損害之外，這種CAP頻率異常可能表明睡眠過程的恢復性不如健康睡眠者。
咖啡因
新的研究正在關注下丘腦分泌素，這是一種微小的腦分子，由位於大腦底部錐形結構下丘腦後部的僅1萬到2萬個細胞簇產生，這為這種異常睡眠的生化原因提供了一些最初的線索。當下丘腦分泌素於1998年首次被發現時，它被認為是食慾調節劑，因為這被認為是下丘腦該部分的工作。但從那時起，越來越多的證據表明，下丘腦分泌素或其缺乏與嗜睡症有關。
斯坦福大學醫學院嗜睡症中心負責人伊曼紐爾·米格諾特及其同事在1999年報告稱，狗的嗜睡症是由下丘腦分泌素受體之一的基因突變引起的。與此同時，德克薩斯大學西南醫學中心達拉斯分校的柳澤正志領導的一個研究小組表明，無法產生下丘腦分泌素的小鼠的行為就像嗜睡症患者一樣。米格諾特的團隊很快發現，90%的人類嗜睡症患者的大腦組織或腦脊液（包圍大腦的液體）中都缺乏下丘腦分泌素。這些於2000年發表的研究表明，這種神經肽的缺乏會導致嗜睡症和伴隨而來的夢境。
下丘腦分泌素在體內究竟起什麼作用——以及嗜睡症患者究竟缺少什麼——仍然存在爭議。一些研究人員認為，下丘腦分泌素的作用是讓人保持清醒，因此，嗜睡症是由於促進覺醒的大腦區域受到刺激不足而導致的。這種觀點與松鼠猴（一種睡眠-覺醒週期與人類相似的動物）的下丘腦分泌素分泌模式一致。
幾年前，米格諾特及其同事測量了松鼠猴大腦在典型的一天中下丘腦分泌素的含量。他們發現在早晨醒來時含量較低。然後，含量逐漸升高，在傍晚猴子入睡前達到峰值。當動物睡著時，下丘腦分泌素水平下降，最終回到起始水平。斯坦福大學的研究小組在2003年報告了這些結果，表明下丘腦分泌素雖然不促進最初的覺醒，但有助於在一天中保持警覺，以對抗日益增長的疲勞。沒有它，嗜睡症患者只能舒適地保持清醒幾個小時。
2000年報告的一項大鼠研究支援了這一觀點，同時也幫助解釋了嗜睡症患者快速眼動睡眠的豐富性。生物學家路易斯·德萊塞亞及其在聖地亞哥斯克裡普斯研究所的同事將下丘腦分泌素注射到通常受下丘腦分泌素刺激的大鼠大腦區域。大鼠保持清醒的時間比平時長70%。此外，注射了下丘腦分泌素的大鼠在睡眠時，快速眼動睡眠的時間也明顯少於注射鹽水的大鼠。因此，下丘腦分泌素至少可能部分地透過專門阻止夢境過度侵入人的睡眠-覺醒週期來維持警覺性。
但另一些人則認為，下丘腦分泌素的工作是控制各種意識狀態之間的界限，從而使大腦不會輕易地在它們之間切換。波士頓貝斯以色列女執事醫療中心神經生物學家托馬斯·斯卡梅爾與柳澤等人合作，仔細測量和觀察了一種無法產生下丘腦分泌素的小鼠品系的睡眠-覺醒週期。雖然突變小鼠花費了正常的清醒、睡眠以及快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠時間，但與人類嗜睡症患者一樣，它們在清醒、打盹、深度睡眠和快速眼動睡眠狀態之間切換的頻率異常高。
這種異常的切換並不是因為小鼠無法保持警覺。斯卡梅爾的研究小組發現，在諸如被放入新籠子（通常會引起高度興奮）等壓力條件下，突變小鼠與正常小鼠一樣保持清醒的時間，這表明即使在缺乏下丘腦分泌素的情況下，警覺機制仍然完好無損。
大腦中的死亡
科學家們也在解釋嗜睡症患者缺乏下丘腦分泌素的原因方面取得了進展。研究表明，嗜睡症患者下丘腦中產生下丘腦分泌素的細胞數量只有正常人的10%左右。他們缺乏這種細胞可能反映了他們的免疫系統存在問題。
人們的白細胞表面攜帶不同型別的免疫系統蛋白質，稱為人類白細胞抗原（HLA）。許多自身免疫性疾病（免疫系統錯誤地攻擊健康的身體組織，而不是感染性微生物）與一組獨特的這些分子有關。
在20世紀90年代，米格諾特及其同事發現，大約十分之九的睡眠-覺醒障礙患者攜帶HLA亞型HLA-DQB1*0602，這在健康睡眠者中不太常見。米格諾特及其斯坦福大學同事西野誠司認為，這一發現表明嗜睡症可能是一種自身免疫性疾病：嗜睡症患者的免疫系統可能會錯誤地攻擊並摧毀他們產生下丘腦分泌素的細胞。其他研究也支援這一觀點。例如，研究人員已經能夠透過給小鼠注射嗜睡症患者的免疫系統蛋白質，誘導小鼠產生嗜睡症的某些特徵。
人們認為遺傳和環境因素是嗜睡症發展的基礎。父母患有嗜睡症的兒童中有1%到4%會患上這種疾病。他們的風險比一般人群的發病率高20到80倍，這表明存在一個或多個基因會增加睡眠障礙的風險。其中之一可能是免疫成分，例如HLA-DQB1*0602。
然而，遺傳學並不能完全解釋嗜睡症。大約五分之一的健康人群也攜帶HLA-DQB1*0602。如果同卵雙胞胎中的一個患有嗜睡症，那麼另一個雙胞胎（其遺傳物質與其兄弟姐妹相同）只有三分之一的時間會患上這種疾病。
哪些環境因素可能會使平衡傾向於嗜睡症仍然未知。一種可能性是壓力。南密西西比大學的約翰·哈什與位於馬里蘭州銀泉市的沃爾特·裡德陸軍研究所的但丁·皮基奧尼一起，要求嗜睡症患者描述他們在生病前不久的生活中發生了什麼。與調查了生活中類似時期的健康志願者相比，相對較高比例的嗜睡症患者在嗜睡症症狀發作前的幾個月裡經歷了改變人生的事件——例如孩子的出生、找到新工作或搬到新家。因此，重大的生活變故以及隨之而來的心理壓力可能會以促進疾病出現的方式改變免疫系統。
一些研究人員推測，產前感染也可能起作用。至少有兩個研究小組——一個包括米格諾特，另一個由哈什領導——已經建立了出生月份與嗜睡症之間的聯絡：這種疾病在三月份出生的人中異常常見，而在九月份出生的人中異常罕見。其他神經系統疾病也遵循類似的模式；多發性硬化症聚集在三月至七月出生的人群中，而癲癇病在十二月至三月出生的人群中更常見。如果某些階段的妊娠期間更容易發生促進神經系統疾病發展的感染，則可能會出現這種模式。
喚醒呼叫
預防嗜睡症可能是一個不切實際的目標。但醫學可以幫助患者應對。目前，許多嗜睡症患者服用類似苯丙胺的興奮劑來對抗白天嗜睡。有些人需要服用抗抑鬱藥來治療猝倒和夢幻般的幻覺。醫生通常還會開出行為干預措施，例如在患者最想睡覺的時間安排小睡。然而，這些療法針對的是症狀，而不是疾病的原因，而且這些藥物並非沒有副作用。
研究人員希望下丘腦分泌素及其在該疾病中的作用的發現將導致重要的新藥物。一些人說，最好的方法很可能是補充缺失的下丘腦分泌素，儘管將這種分子——或類似物——送入大腦是一項艱鉅的挑戰。下丘腦分泌素是不穩定的分子。它們很容易在血液和消化道中分解，因此簡單地注射或吞嚥它們不會有效。
目前，施密特正在克服他的嗜睡症。他通常可以在上午保持清醒以進行教學。然後，他將下午和晚上分開，以適應他異常的午睡需求。因此，他可能會發現自己在凌晨3點完全清醒，坐在辦公桌前批改試卷。“我已經與我的學校達成了和平協議，”他說。學校也與這位數學老師的睡眠達成了和平協議。