已經有很多研究對光對植物和動物(包括人類)的晝夜節律的影響進行了研究，但很少有人專注於探討光線對睡眠的直接影響。
於是來自加州理工學院的研究人員開始著手調查光線直接影響睡眠的方式和原因。他們想知道，為什麼黑暗會有催眠的作用，光亮又為什麼會干擾到深度睡眠。
據研究人員在實驗室中的測試結果顯示，要在清醒和睡眠之間保持適當的平衡，一種感光神經蛋白是關鍵因素。
來自加州理工的生物學教授David Prober表示：「研究人員此前已經確定，如果光要對人的清醒或睡眠狀態造成直接影響，那麼人眼中的感光器是必不可少的。但是我們想知道，大腦是如何利用這些視覺信息來影響睡眠的。」
在實驗室裡，研究人員用斑馬魚模型中的生物螢光標記，標記了大腦中的前動力蛋白2（一種能夠調節包括生物節律在內的多種人體功能的信號肽）。斑馬魚遵循的晝夜睡眠喚醒模式與人類相似。而且它們的身體是半透明的，可以很容易監測到神經活動。
科學家對一些斑馬魚進行了特殊的設計，使得它們體內的前動力蛋白2能過度表達出性狀。結果表明，體內前動力蛋白2過量的斑馬魚更可能在白天睡著，晚上卻保持清醒。而且這些效應依賴於外部光線，不是晝夜節律本身。
與此同時，體內的前動力蛋白2發生突變的斑馬魚的情況則完全相反。它們的睡眠覺醒模式受到光線的影響更小。
「雖然像斑馬魚這樣的晝行性動物大部分都是在晚上睡覺，白天醒著，但它們也經常會在白天小睡一下，在晚上醒來一會兒。就跟很多人的生活習慣一樣，」Prober說道，「我們的研究結果表明，在白天和晚上，前動力蛋白2的水平對保持睡眠和清醒的適當平衡有著至關重要的作用。」
在後續的實驗中，研究人員發現，前動力蛋白2還會影響到其它對睡眠模式很重要的蛋白質，比如說甘丙肽，它活躍在下丘腦前部，該大腦區域能夠促進睡眠。
在前動力蛋白2過度表達，但甘丙肽在斑馬魚身上表達的不明顯，光線和黑暗對睡眠模式的影響就比較小。
研究成果發表在了《神經元》雜誌上。