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中美学者发现控制入睡苏醒的神经机制

发布时间:2018-10-29来源:新华社作者:朱涵浏览次数:0

昼夜节律和睡眠稳态是共同进化而来的生物现象,前者控制何时入睡,后者控制入睡时长,这两种行为共同作用于动物的周期性睡眠。浙江大学医学院郭方研究员以果蝇为模式生物,鉴定出昼夜节律神经元控制睡眠稳态中心的神经回路,并揭示了该神经回路控制入睡和苏醒的神经机制。

相关成果近日发表在知名期刊《神经元》上,郭方是这项科研工作的第一作者,他和2017年诺贝尔生理学或医学奖获得者、生物钟机制的发现者,美国布兰迪斯大学迈克尔·罗斯巴殊教授为本论文的共同通讯作者。

实验中,郭方及其同事们发现果蝇大脑背侧的昼夜节律神经元“APDN1”有两簇投射神经元,一簇投向果蝇大脑前侧,一簇投向果蝇大脑后侧。前期的研究中,科学家们发现向后投射的一簇神经元会抑制果蝇活动,从中发现节律神经元控制睡眠的奥秘。

郭方利用神经回路技术-跨突触显示技术,进一步追踪向前侧投射的神经元走向。课题组通过膨胀显微镜放大并透明化果蝇的大脑,在形态学上鉴定出节律神经元“控制”睡眠稳态中心的神经回路。

“进一步实验证实,神经元‘APDN1’就像是一个开关,激活这个神经元会诱导出类似人类睡眠时的特定振荡模式。”郭方介绍,果蝇产生的特定振荡模式就像一道“防火墙”,能够让果蝇“屏蔽”外界信息,进入深度睡眠,当人为打破这道“防火墙”,果蝇就对外界刺激变得敏感,无法进入深睡状态。

这道睡眠“防火墙”的研究还是一项起点性的工作,具体内部机制有待进一步解答。科研人员猜想,未来也许可以通过药物作用于这道“防火墙”来治疗失眠,让轻度睡眠患者拥有更好的睡眠质量,又或许可以通过调控深度睡眠,在更快时间内补充精力,比如睡眠2小时也可以精神一整天。

《神经元》匿名评审专家们说,这一研究结果提供了目前果蝇生物钟和睡眠调节之间最全面的联系,并为理解高度保守的睡眠和昼夜节律整合的神经机制提供了平台。


新华社20181025