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睡得久≠睡得好 睡不好会变“傻”
2019-11-04 08:41:21 来源: 中国青年报
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  科学家发现大脑睡眠质量调控机制

  睡得久≠睡得好 睡不好会变“傻”

  躺在床上辗转?#24202;啵?#25968;了几百只绵羊,?#25925;?#30561;不着……对于失眠,不少人曾有过噩梦般的经历。数据显示,全球约10%-49%的人患有不同程度的失眠,而在我国一线城市,平均睡眠总长不足7个小时,睡眠问题已然成为全球性课题。

  不过,相比睡眠时长,人们逐渐意识到睡眠质量比睡眠总量更为重要。近日,中国科学院深圳先进?#38469;?#30740;究院研究员刘畅与美国布兰迪斯大学教授莱斯利·克莱尔·格里菲斯合作,利用果蝇这一模式生物,发现了大脑中调节睡眠质量的神经环路,进一步解析了调控睡眠的神经机制,为应对睡眠问题提供了新的治疗干预靶点及潜在的治疗策略。

  相关研究成果已于近日发表于《细胞》子刊《现代生物学》杂志。

  睡眠片?#20301;?#25165;是“真凶”?

  睡眠结?#25925;?#20915;定睡眠质量的一项重要因素,也是此次研究的重点。

  据刘畅介绍,在正常的睡眠结构下,睡眠深、无起夜、无惊梦现象,醒来后会拥有良好的精神状态。而对于一些需要照顾新生儿、照顾病患或呼吸道阻塞的人,夜间频繁醒来,对身体和精神都造成了巨大负担,同时可能伴随健忘、发胖、脱发等问题。

  “已有研究表明,在睡眠质量高的情况下,即便时间相对较短,也不会影响大脑整体的?#29616;?#21151;能。相反,睡眠片?#20301;?#21017;可能?#29616;?#24433;响生理机能。”刘畅说。

  据了解,长期的低质量睡眠,?#20667;?#33268;疲劳、学习和?#29616;习?#20063;是诱发阿尔兹海默症、?#38047;?#30151;、心血管疾病等病症的重要因素。

  在探究睡眠质量的奥秘时,研?#23458;?#38431;关注到一类重要的神经递质——五羟色胺。

  五羟色胺,又称血清素,参与调控情绪、食欲、?#29616;?#30140;痛等,其生物合?#20667;?#30456;关产物在临床上被广泛应用于治疗?#38047;?#30151;。

  “但很大一部分?#38047;?#30151;患者在服?#26790;?#32671;色胺类的药物后,睡眠质量反而更差了。”刘畅表示。

  这背后又有什么原因?

  “甜甜圈”脑区打断了睡眠?

  为了进一?#25945;?#31350;调控睡眠结构的大脑机制,找出五羟色胺与睡眠质量的关?#25285;?#30740;?#23458;?#38431;利用热遗传学和光遗传学?#38469;酰?#22312;果蝇上做了一系列实验,发现了一条调控睡眠质量的神经环路,并找到了打断睡眠的重要靶点。

  在实验中,研?#23458;?#38431;首先在果蝇大脑中的五羟色胺神经元中表达特殊的基因,然后通过“光?#34987;頡?#28909;”来刺激这些神经元,受刺激后兴奋的神经元会释放分?#26377;?#21495;,这些兴奋的五羟色胺神经元导致了睡眠片?#20301;?#30340;现象。

  研?#23458;?#38431;还发现,在果蝇大脑中形似“甜甜圈”的脑区——椭球体中,一类特异的受体接收了这些信号,刺激这些受体神经元也导致果蝇出现了睡眠片?#20301;?#30340;现象。

  “实验数据显示,相较于对照组,特殊神经环路?#24739;?#27963;的果蝇在白天睡眠中醒来的次数平均增加了15-20次,在夜间醒来的次数平均增加了10-15次。”刘畅说。

  值得一提的是,这类接收信号、打断睡眠的受体所在的“甜甜圈”脑区,此前一直被认为负责调控运动和感知,类似果蝇大脑中的“导航仪”。

  刘畅告诉记者,“甜甜圈”脑区与睡眠稳态的关?#21040;改?#25165;被学界关注,此次研究的成果,第一次揭示了该脑区对睡眠质量的调控机制。

  支离破碎的睡眠还有救吗?

  晚上没睡好,第二天往往会感到工作效?#24335;?#20302;、反应迟钝,这一现象也得到了此前实验数据的验证。

  这一次,研?#23458;?#38431;在睡眠片?#20301;?#30340;研究基础上,进一步研究了睡眠质量与学习记忆的关系。

  刘畅?#25285;?#20026;了确定“激活五羟色胺神经元后出现的碎片化睡眠”是否会导致?#29616;?#32570;陷,团队利用经典的厌恶性嗅觉条件化实验范式——

  一种选择是,果蝇闻到一?#21046;?#21619;同时,受到电击惩罚;另一种选择是,闻到另一?#21046;?#21619;,则没有电击惩罚。如此反复来训练果蝇,最后让果蝇在两?#21046;?#21619;中进行选择,?#28304;?#26469;分析果蝇的学习能力。

  结果显示:与对照组相比,经历睡眠片?#20301;?#30340;果蝇,学习能力降低了1/3,而后通过药物挽?#28982;?#36951;传修复睡眠质量,学习能力恢复到对照组水平。

  那么,如何改善支离破碎的睡眠?

  按照刘畅的说法,由于找到了打断睡眠的特异受体,也为治疗这类睡眠问题提供了重要靶点。

  在实验中,研?#23458;?#38431;通过检测利用遗传学手段敲除该受体后的果蝇,或利用药理学手段阻断受体的功能,果蝇觉醒的次数都显著减少,睡眠质量得到改善。

  “尽管睡眠质量的神经调控机制是在果蝇大脑中发现的,但经过实验证实,?#26377;?#20026;学和生理学上,此次发现的特异受体与睡眠质量的关系在哺乳动物上也存在。”刘畅表示,下一步,研?#23458;?#38431;将会继续关注靶点下游参与调控睡眠质量的分子。

  中国科学院院士、神经科学和生物物理学家郭爱克表示,这项研究将睡眠和?#29616;低?#38388;的作用方式通过五羟色胺?#20302;?#36830;接起来,并为理解人类在五羟色胺调控睡眠和?#29616;?#30340;作用机制上提供了较为理想的模型。此外,该研究揭示了特异的受体靶点,为临床上睡眠?#20064;?#21644;?#29616;?#21463;损的患者提供了新的药物设计靶点,将有助于药物研发及临床应用。(记者 邱晨辉)

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