《Nature Neuroscience》睡觉是个复杂的工作,大脑里有特定的线路控制

【字体: 时间:2023年09月25日 来源:Nature Neuroscience

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  由伦敦帝国理工学院的研究人员领导的一个研究小组发现了鼠大脑中的线路,这些线路引导它们开始筑巢,为睡觉做准备。发表在《Nature Neuroscience》上的这项研究表明,为睡眠做适当的准备可能是一种与生俱来的生存特征——一种经常被人类忽视或忽视的特征。

  

在《Nature Neuroscience》期刊上发表的一篇研究论文中,由伦敦帝国理工学院的研究人员领导的一个研究小组揭示了鼠大脑中的关键线路,这些线路引导它们开始筑巢,为睡觉做准备。这一研究发现表明,为睡眠做适当的准备可能是一种与生俱来的生存特征,这一经常被人类忽视的特征如今得到了科学验证。

我们都有睡觉的需求,但因我们在睡眠时无意识,故在一个安全舒适的地方睡觉是有意义的。对于一些动物来说,由于洞穴或巢穴为其提供了避风港,这一点尤其重要。此篇论文的主要作者Kyoko Tossell博士与其隶属于Franks-Wisden实验室的同事们一道,深入研究了剥夺鼠的睡眠会对其产生何种本能行为。研究发现,鼠在被剥夺睡眠后会产生一种筑巢的行为,这种行为明显是准备睡觉的一种本能反应。

Tossell博士指出:“虽然对于我们人类来说,我们似乎能主观地控制上床睡觉的过程,但很可能在人类大脑中存在着与鼠大脑相同的神经网络。”她补充说,即使我们认为自己是在做出选择,我们可能也像鼠一样,受到无意识的准备睡觉的冲动所影响。

分子神经科学主席Bill Wisden教授进一步强调:“晚上睡个好觉对健康至关重要。正确的上床准备——临床医生所谓的‘睡眠卫生’(比如在合适的时间睡觉,睡合适的床垫等)同样重要,但往往被许多人忽视。事实上,这一过程在鼠身上是与生俱来的,这表明为睡眠做适当的准备是大自然赋予所有生物的一种生存特征,因此人类也应该重视这一方面。”

为了更深入地研究小鼠的睡眠准备过程,研究小组在5个小时内,每隔半小时给鼠乐高积木和其他玩具,使其保持清醒状态而无法打盹,同时记录下它们筑巢的全过程。在它们最终入睡前拍摄筑巢行为。

为了观察与筑巢有关的大脑线路,作者采用了光遗传学技术。通过人为激活特定的脑细胞,他们成功验证了当鼠处于睡眠状态时大脑中的筑巢线路。

研究发现,筑巢行为与大脑顶部一个叫做前额皮质的区域有着密切关系。在人类和小鼠中,前额叶皮层有助于理性规划或“执行控制”,这是生物生存所必需的。当鼠逐渐感到疲倦时,前额叶皮层的特殊类型的神经元变得活跃起来并向大脑的底部——下丘脑发送信号。下丘脑是大脑的控制中心,负责调节身体所需的许多基本生存过程,包括饮食和睡眠。

这项研究小组扩大研究范围后发现,下丘脑中储存着筑巢和触发睡眠的线路。Tossell说:“换句话说,当鼠开始感到疲倦时,大脑的上部(前额皮质)决定采取行动,确保鼠在睡觉前处于安全的地方。”这项研究为我们下一步工作奠定了基础。研究小组希望通过更深入的研究弄清楚是什么让前额皮质细胞在疲劳时变得活跃以及大脑是如何感知疲劳的。

Nick Franks教授表示:“作为我们下一步工作的一部分,我们希望找到这些问题的答案,因为它们可能为神经科学中最大的问题之一提供答案:我们为什么要睡觉?”

                       

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