{教育快讯}睡得久≠睡得好 睡不好会变“傻”

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科学家发现大脑睡眠质量的调节机制

睡久了≠睡不好会变“傻”

躺在床上辗转反侧，数着几百只羊，却还是睡不着...很多人都做过失眠的噩梦。数据显示，全球约有10%-49%的人患有不同程度的失眠，而在中国一线城市，平均总睡眠时间不足7小时，睡眠问题已成为全球性问题。

然而，与睡眠时间相比，人们逐渐意识到睡眠质量比睡眠总量更重要。近日，中国科学院深圳高级技术研究所研究员常陆与美国布兰代斯大学教授莱斯利·克莱尔·格里菲斯合作，以果蝇为模式生物，发现了大脑中调节睡眠质量的神经回路，进一步分析了调节睡眠的神经机制，为处理睡眠问题提供了新的治疗干预靶点和潜在的治疗策略。

相关研究成果最近发表在《细胞》的一个子期刊《现代生物学》上。

睡眠碎片才是“真正的凶手”？

睡眠结构是决定睡眠质量的重要因素，也是本研究的重点。

根据常陆的说法，在正常的睡眠结构下，人会有深度睡眠，没有夜晚，没有梦，醒来后会有良好的精神状态。但对于一些需要照顾新生儿、病人或呼吸道阻塞的人来说，夜间频繁醒来，对身体和精神造成了很大的负担，并可能伴有健忘、肥胖、脱发等问题。

“研究表明，即使睡眠质量高，也不会影响大脑的整体认知功能。相反，睡眠碎片化可能会严重影响生理功能。”常陆说。

据了解，长期低质量的睡眠会导致疲劳、学习和认知障碍，也是诱发阿尔茨海默病、抑郁症、心血管疾病等疾病的重要因素。

在探索睡眠质量之谜时，研究小组关注了一种重要的神经递质——血清素。

血清素，又称血清素，参与情绪、食欲、认知、疼痛等的调节。其生物合成产物广泛应用于临床抑郁症的治疗。

"但是大量抑郁症患者在服用血清素药物后睡眠质量更差."常陆说。

这背后的原因是什么？

“甜甜圈”脑区中断睡眠？

为了进一步探索调节睡眠结构的脑机制，找出5-羟色胺与睡眠质量的关系，研究小组利用热遗传学和光遗传学技术对果蝇进行了一系列实验，发现了调节睡眠质量的神经环路，并发现了中断睡眠的重要靶点。

在实验中，研究小组首先在果蝇大脑中的5-羟色胺神经元中表达特殊基因，然后通过“光”或“热”刺激这些神经元。被刺激后，兴奋的神经元释放分子信号，导致睡眠碎裂现象。

研究小组还发现，一个特定的受体在椭球体中接收这些信号，椭球体是果蝇的一个甜甜圈状大脑区域。刺激这些受体神经元也导致果蝇睡眠碎裂的现象。

“实验数据显示，与对照组相比，白天睡眠时激活特殊神经回路的苍蝇数量平均增加了15-20倍，夜间平均增加了10-15倍。”常陆说。

值得一提的是，这类受体接收信号、中断睡眠的“甜甜圈”脑区，一直被认为是负责调节运动和知觉的，类似于果蝇大脑中的“导航员”。

常陆告诉记者,“甜甜圈”脑区与睡眠稳定状态之间的关系只是近年来学术界才关注的问题，这项研究的结果首次揭示了该脑区对睡眠质量的调节机制。

碎片化睡眠可以挽救吗？

晚上睡不好，第二天往往会觉得效率低下，反应迟钝，这一点已经被之前的实验数据所验证。

这一次，在睡眠碎片化研究的基础上，研究小组进一步研究了睡眠质量与学习和记忆的关系。

常陆说，为了确定“激活血清素神经元后的碎片睡眠”是否会导致认知缺陷，研究小组使用了经典的恶心嗅觉条件反射实验范式——

一种选择是果蝇闻到一种气味就被电击惩罚；或者，如果你闻到另一种气味，将不会有电击处罚。反复训练果蝇后，果蝇可以在两种气味中进行选择，分析果蝇的学习能力。

结果表明，果蝇睡眠片段化后的学习能力较对照组下降1/3，然后通过药物拯救或睡眠质量的基因修复，学习能力恢复到对照组水平。

那么，如何改善碎片化睡眠呢？

根据常陆的说法，中断睡眠的特定受体的发现也为这类睡眠问题的治疗提供了一个重要的目标。

实验中，研究小组通过基因手段敲除受体后检测出果蝇，或者通过药理手段阻断受体的功能，显著降低了果蝇的觉醒频率，提高了睡眠质量。

“虽然在果蝇的大脑中发现了睡眠质量的神经调节机制，但实验已经证实，这次发现的特定受体与睡眠质量的关系在哺乳动物中也存在。”常陆说，在下一步，研究小组将继续关注参与调节下游睡眠质量的目标分子。

中国科学院院士、神经科学家、生物物理学家郭表示，本研究通过5-羟色胺系统将睡眠与认知系统的作用方式联系起来，为理解人类通过5-羟色胺调节睡眠和认知的作用机制提供了理想的模型。此外，本研究揭示了特定的受体靶点，为睡眠障碍和认知障碍患者提供了新的药物设计靶点，将有助于药物研发和临床应用。

邱