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Nature重磅-少睡70%还不困?睡眠神经元找到

睡眠剥夺实验中,传统认知是缺觉越多,后续睡眠越沉越久,这是大脑通过睡眠驱动力在“偿还”清醒时的“债务”。但巴塞尔大学研究者发表于《自然》杂志的研究颠覆了这一规律。
研究者发现,脑干中缝中核的一群神经元,主要是GABA能神经元和血清素能神经元,对睡眠驱动力起着关键作用。他们运用TRAP技术标记睡眠剥夺期间活跃的细胞,再通过化学遗传学工具进行操控。
激活这群神经元,效果立竿见影。原本夜间活跃的小鼠迅速入睡,睡眠时长增至两到三倍,脑电图慢波活动显著增强,这表明睡眠更深,是睡眠压力高的典型特征。
抑制这群神经元的结果则令人意外。正常小鼠一天约一半时间在睡觉,而长期抑制这些神经元的小鼠,NREM睡眠减少近百分之七十,每天多清醒六个半小时,却几乎没有补偿睡眠的倾向。即便经历六小时睡眠剥夺,它们也不怎么尝试入睡,恢复期也没有反弹睡眠,越缺觉越想睡的现象在它们身上几乎消失。
进一步探究原因,研究者发现,正常情况下,中缝中核的GABA能神经元在长时间清醒后会发生内在变化,清醒越久越容易被触发,触发后向全脑发出促睡眠信号。这群神经元不直接连接大脑皮层,而是通过调节中脑和下丘脑的睡眠觉醒中枢间接发挥作用,激活促睡眠的视前区,抑制促清醒的下丘脑外侧区。
少睡百分之七十对多数生物致命,但大部分接受长期抑制的小鼠存活下来,且在行为测试中未表现出严重记忆或认知缺陷。这表明它们大脑确实没有积累同等程度的睡眠压力。
这项研究首次从因果关系层面证明,中缝中核的特定神经元直接编码了睡眠驱动力。原来,犯困并非意志力薄弱,而是这群神经元在忠实地记录清醒的每一分钟。