研究發現,睡覺是個復雜的工作,大腦里有特定的線路控制

睡覺是個復雜的工作,大腦里有特定的線路控制

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發表時間:2023-09-25 20:26

在《Nature Neuroscience》期刊上發表的一篇研究論文中,由倫敦帝國理工學院的研究人員領導的一個研究小組揭示了鼠大腦中的關鍵線路,這些線路引導它們開始筑巢,為睡覺做準備。這一研究發現表明,為睡眠做適當的準備可能是一種與生俱來的生存特征,這一經常被人類忽視的特征如今得到了科學驗證。

我們都有睡覺的需求,但因我們在睡眠時無意識,故在一個安全舒適的地方睡覺是有意義的。對于一些動物來說,由于洞穴或巢穴為其提供了避風港,這一點尤其重要。此篇論文的主要作者Kyoko Tossell博士與其隸屬于Franks-Wisden實驗室的同事們一道,深入研究了剝奪鼠的睡眠會對其產生何種本能行為。研究發現,鼠在被剝奪睡眠后會產生一種筑巢的行為,這種行為明顯是準備睡覺的一種本能反應。

Tossell博士指出:雖然對于我們人類來說,我們似乎能主觀地控制上床睡覺的過程,但很可能在人類大腦中存在著與鼠大腦相同的神經網絡。她補充說,即使我們認為自己是在做出選擇,我們可能也像鼠一樣,受到無意識的準備睡覺的沖動所影響。

分子神經科學主席Bill Wisden教授進一步強調:晚上睡個好覺對健康至關重要。正確的上床準備——臨床醫生所謂的睡眠衛生(比如在合適的時間睡覺,睡合適的床墊等)同樣重要,但往往被許多人忽視。事實上,這一過程在鼠身上是與生俱來的,這表明為睡眠做適當的準備是大自然賦予所有生物的一種生存特征,因此人類也應該重視這一方面。

為了更深入地研究小鼠的睡眠準備過程,研究小組在5個小時內,每隔半小時給鼠樂高積木和其他玩具,使其保持清醒狀態而無法打盹,同時記錄下它們筑巢的全過程。在它們最終入睡前拍攝筑巢行為。

為了觀察與筑巢有關的大腦線路,作者采用了光遺傳學技術。通過人為激活特定的腦細胞,他們成功驗證了當鼠處于睡眠狀態時大腦中的筑巢線路。

研究發現,筑巢行為與大腦頂部一個叫做前額皮質的區域有著密切關系。在人類和小鼠中,前額葉皮層有助于理性規劃或執行控制,這是生物生存所必需的。當鼠逐漸感到疲倦時,前額葉皮層的特殊類型的神經元變得活躍起來并向大腦的底部——下丘腦發送信號。下丘腦是大腦的控制中心,負責調節身體所需的許多基本生存過程,包括飲食和睡眠。

這項研究小組擴大研究范圍后發現,下丘腦中儲存著筑巢和觸發睡眠的線路。Tossell說:換句話說,當鼠開始感到疲倦時,大腦的上部(前額皮質)決定采取行動,確保鼠在睡覺前處于安全的地方。這項研究為我們下一步工作奠定了基礎。研究小組希望通過更深入的研究弄清楚是什么讓前額皮質細胞在疲勞時變得活躍以及大腦是如何感知疲勞的。

Nick Franks教授表示:作為我們下一步工作的一部分,我們希望找到這些問題的答案,因為它們可能為神經科學中**的問題之一提供答案:我們為什么要睡覺?

                       

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