中新網(wǎng)上海9月4日電(鄭瑩瑩)人的一生大約有三分之一時(shí)間用于睡眠。熬夜之后睡得更“香”并且時(shí)間更長、喝咖啡“阻斷”睡意促進(jìn)清醒，這些睡眠現(xiàn)象背后都有原因。北京時(shí)間9月4日，國際知名學(xué)術(shù)期刊《Science》(《科學(xué)》)發(fā)表了中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的徐敏研究組與北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的李毓龍研究組合作完成的一篇研究論文。該研究揭示了影響睡眠質(zhì)量的關(guān)鍵神經(jīng)元——谷氨酸能神經(jīng)元。
徐敏研究員。中科院科技攝影聯(lián)盟 供圖
研究發(fā)現(xiàn)，基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元對(duì)睡眠壓力積累起到重要的調(diào)控作用。
經(jīng)典的睡眠調(diào)控模型認(rèn)為，睡眠的調(diào)節(jié)分為兩個(gè)方面：晝夜節(jié)律和睡眠穩(wěn)態(tài)。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(zhuǎn)換。
睡眠穩(wěn)態(tài)主要由睡眠壓力進(jìn)行調(diào)控。隨著清醒時(shí)間的延長，睡眠壓力逐漸增加；隨著睡眠的進(jìn)行，睡眠壓力被逐漸清除，由此控制機(jī)體獲得一定的睡眠量。
睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)在睡眠受到干擾時(shí)發(fā)揮作用，例如：熬夜之后睡得更“香”并且時(shí)間更長。
主流理論認(rèn)為”腺苷”參與到睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的過程中，腺苷在清醒狀態(tài)下的積累，導(dǎo)致“困意”的產(chǎn)生，而咖啡的主要成分咖啡因，可以阻斷腺苷與其受體的結(jié)合，達(dá)到促進(jìn)清醒的效果。
研究人員通過小鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，谷氨酸能神經(jīng)元的活動(dòng)，參與調(diào)控胞外腺苷的積累過程。基底前腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元的活動(dòng)在促進(jìn)機(jī)體清醒的同時(shí)，可以通過刺激腺苷的釋放，而引起睡眠壓力的增加，導(dǎo)致覺醒到睡眠的轉(zhuǎn)換。特異損毀這些神經(jīng)元，可以顯著降低腺苷的積累，導(dǎo)致小鼠清醒時(shí)間的大幅度增長。以上結(jié)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(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，有可能成為治療睡眠障礙的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。
研究人員表示，該研究也存在一定的局限性，研究以小鼠為動(dòng)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(diǎn)，但研究人員現(xiàn)在并沒有對(duì)這群神經(jīng)元進(jìn)行無創(chuàng)特異調(diào)控的工具。
該項(xiàng)研究由博士研究生彭婉玲、宋鹍在中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心徐敏研究員的指導(dǎo)下完成，研究的合作者為北京大學(xué)李毓龍研究員、武照伐博士和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院張思宇研究員。(完)