中国青年报|熬夜后为啥睡得更“香”?咖啡为什么能提神?

人的一生 , 大约有三分之一的时间是在睡眠中度过的 。 睡眠一旦紊乱可能会影响身心健康 , 导致大脑认知能力受损、免疫力降低等 。 那么 , 睡眠到底是如何被调节的?熬夜之后又为啥会睡得更“香”?我国科学家近期的一项研究给出了答案 。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、上海脑科学与类脑研究中心徐敏研究团队与北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心李毓龙研究团队合作 , 发现基底前脑区的谷氨酸能神经元 , 对于睡眠压力的积累起着重要的调控作用 。
这一研究已于近日在线发表于国际顶尖学术期刊《科学》 。 该研究进一步揭示了睡眠稳态调控的神经环路机制 , 为探索睡眠障碍的治疗方法提供了重要参考 。
经典的睡眠调控模型认为 , 睡眠的调节分为两个方面 , 昼夜节律和睡眠稳态 。
这其中 , 昼夜节律通过内在的生物钟 , 控制睡眠与觉醒两种状态的转换 , 控制一天中睡眠觉醒的时间 。
睡眠稳态 , 则主要由睡眠压力进行调控 , 控制机体获得一定的睡眠量 。 据中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员徐敏介绍 , 睡眠行为最核心的特征 , 就是睡眠稳态调控 。
“我们之所以会觉得很困 , 就是因为随着清醒时间的延长 , 睡眠压力逐渐增加;在睡眠过程中 , 这种压力则被逐渐清除 。 睡眠稳态调节系统会在睡眠受到干扰时发挥作用 , 比如 , 熬夜之后睡得更‘香’ , 并且时间更长 。 ”徐敏说 。
以往 , 主流理论认为 , “腺苷”参与到睡眠稳态调节过程中 , 其在清醒状态下的积累 , 导致了“困意”的产生 。 相应地 , 喝咖啡之所以能提神 , 就在于咖啡的主要成分咖啡因 , 可以阻断腺苷与其受体的结合 , 达到促进清醒的效果 。
徐敏告诉采访人员 , 基底前脑被认为是腺苷参与睡眠稳态调控的重要脑区 , 以往研究表明 , 该区域的局部神经环路 , 参与到对睡眠觉醒的调控中 。
那么 , 神经元活动如何调控腺苷释放?这个问题科学家还不清楚 , 限制了人们对睡眠觉醒调控机制的深入解析 。 这也是科研团队此项研究重点聚焦的问题 。
据北京大学研究员李毓龙介绍 , 为了在睡眠觉醒周期中 , 实现对基底前脑区胞外腺苷浓度高时空分辨率的检测 , 他领导的团队用了3年多时间 , 开发了一种新型的遗传编码的腺苷探针 。
有了“利器”腺苷探针 , 研究人员通过对小鼠试验发现 , 谷氨酸能神经元的活动 , 参与调控胞外腺苷的积累过程 。
具体来看 , 基底前脑区谷氨酸能神经元的活动 , 在促进机体清醒的同时 , 可以通过刺激腺苷的释放 , 而引起睡眠压力的增加 , 导致觉醒到睡眠的转换 。 相应地 , 特异损毁这些神经元 , 可以显著降低腺苷的积累 , 导致小鼠清醒时间的大幅度增长 。
“这些结果表明 , 基底前脑区的谷氨酸能神经元 , 是调控睡眠压力的一个关键节点 , 有可能成为治疗睡眠障碍的一个潜在靶点 。 ”徐敏说 。
据他介绍 , 睡眠调控的研究主要可以分成两个“学派”:一个是从神经环路角度入手研究不同脑区对睡眠觉醒的调控;另一个是从基因分子等入手研究睡眠稳态的调控 。 在过去几十年 , 这两个方向都取得了很大的进步 。 但是 , 这两个方向的研究又基本上是相互独立的 。
这一次研究 , 中国科研团队把这两个方向有机结合了起来 。 让研究者意外的是 , 他们还发现:维持和促进动物觉醒的神经元 , 和导致睡眠压力增加的神经元可能是同一群神经元 。
当然 , 徐敏同时表示 , 此项研究也存在一定的局限性 , 研究是以小鼠为动物模型 , 人和小鼠之间存在物种差异 。 另外 , 虽然基底前脑区的这群神经元 , 可以作为临床治疗睡眠障碍的潜在靶点 , 但研究人员现在并没有对这群神经元进行无创特异调控的工具 。
【中国青年报|熬夜后为啥睡得更“香”?咖啡为什么能提神?】


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