人的一生，大約有三分之一的時間是在睡眠中度過的。睡眠一旦紊亂可能會影響身心健康，導致大腦認知能力受損、免疫力降低等。那么，睡眠到底是如何被調(diào)節(jié)的？熬夜之后又為啥會睡得更“香”？我國科學家近期的一項研究給出了答案。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心、上海腦科學與類腦研究中心徐敏研究團隊與北京大學生命科學學院、北大-清華生命科學聯(lián)合中心李毓龍研究團隊合作，發(fā)現(xiàn)基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元，對于睡眠壓力的積累起著重要的調(diào)控作用。
這一研究已于近日在線發(fā)表于國際頂尖學術期刊《科學》。該研究進一步揭示了睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機制，為探索睡眠障礙的治療方法提供了重要參考。
經(jīng)典的睡眠調(diào)控模型認為，睡眠的調(diào)節(jié)分為兩個方面，晝夜節(jié)律和睡眠穩(wěn)態(tài)。
這其中，晝夜節(jié)律通過內(nèi)在的生物鐘，控制睡眠與覺醒兩種狀態(tài)的轉換，控制一天中睡眠覺醒的時間。
睡眠穩(wěn)態(tài)，則主要由睡眠壓力進行調(diào)控，控制機體獲得一定的睡眠量。據(jù)中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心研究員徐敏介紹，睡眠行為最核心的特征，就是睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控。
“我們之所以會覺得很困，就是因為隨著清醒時間的延長，睡眠壓力逐漸增加；在睡眠過程中，這種壓力則被逐漸清除。睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)會在睡眠受到干擾時發(fā)揮作用，比如，熬夜之后睡得更‘香’，并且時間更長。”徐敏說。
以往，主流理論認為，“腺苷”參與到睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過程中，其在清醒狀態(tài)下的積累，導致了“困意”的產(chǎn)生。相應地，喝咖啡之所以能提神，就在于咖啡的主要成分咖啡因，可以阻斷腺苷與其受體的結合，達到促進清醒的效果。
徐敏告訴記者，基底前腦被認為是腺苷參與睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的重要腦區(qū)，以往研究表明，該區(qū)域的局部神經(jīng)環(huán)路，參與到對睡眠覺醒的調(diào)控中。
那么，神經(jīng)元活動如何調(diào)控腺苷釋放？這個問題科學家還不清楚，限制了人們對睡眠覺醒調(diào)控機制的深入解析。這也是科研團隊此項研究重點聚焦的問題。
據(jù)北京大學研究員李毓龍介紹，為了在睡眠覺醒周期中，實現(xiàn)對基底前腦區(qū)胞外腺苷濃度高時空分辨率的檢測，他領導的團隊用了3年多時間，開發(fā)了一種新型的遺傳編碼的腺苷探針。
有了“利器”腺苷探針，研究人員通過對小鼠試驗發(fā)現(xiàn)，谷氨酸能神經(jīng)元的活動，參與調(diào)控胞外腺苷的積累過程。
具體來看，基底前腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元的活動，在促進機體清醒的同時，可以通過刺激腺苷的釋放，而引起睡眠壓力的增加，導致覺醒到睡眠的轉換。相應地，特異損毀這些神經(jīng)元，可以顯著降低腺苷的積累，導致小鼠清醒時間的大幅度增長。
“這些結果表明，基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元，是調(diào)控睡眠壓力的一個關鍵節(jié)點，有可能成為治療睡眠障礙的一個潛在靶點。”徐敏說。
據(jù)他介紹，睡眠調(diào)控的研究主要可以分成兩個“學派”：一個是從神經(jīng)環(huán)路角度入手研究不同腦區(qū)對睡眠覺醒的調(diào)控；另一個是從基因分子等入手研究睡眠穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。在過去幾十年，這兩個方向都取得了很大的進步。但是，這兩個方向的研究又基本上是相互獨立的。
這一次研究，中國科研團隊把這兩個方向有機結合了起來。讓研究者意外的是，他們還發(fā)現(xiàn)：維持和促進動物覺醒的神經(jīng)元，和導致睡眠壓力增加的神經(jīng)元可能是同一群神經(jīng)元。
當然，徐敏同時表示，此項研究也存在一定的局限性，研究是以小鼠為動物模型，人和小鼠之間存在物種差異。另外，雖然基底前腦區(qū)的這群神經(jīng)元，可以作為臨床治療睡眠障礙的潛在靶點，但研究人員現(xiàn)在并沒有對這群神經(jīng)元進行無創(chuàng)特異調(diào)控的工具。
“睡眠調(diào)控的神經(jīng)機制非常復雜，未來，我們計劃在目前研究的基礎上，進一步確定上述調(diào)控機制的普適性。”徐敏說，這將有助于最終揭開“我們?yōu)槭裁葱枰?rdquo;這一睡眠領域終極問題的答案。
中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝 來源：中國青年報 |
