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睡到自然醒的時(shí)候到底是什么叫醒了我們
刊登于國(guó)際雜志Nature上的一項(xiàng)研究報(bào)告中，來(lái)自牛津大學(xué)的研究者通過(guò)研究揭示了讓大腦開關(guān)翻轉(zhuǎn)叫醒我們的分子機(jī)制，該研究或可幫助深入理解睡眠的奧秘。睡眠是由兩種系統(tǒng)管理的，即晝夜節(jié)律鐘和睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器，如今晝夜節(jié)律鐘已經(jīng)被研究者深入研究了，但研究者對(duì)睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器卻知之甚少。
研究者Gero Miesenbock解釋道，晝夜節(jié)律鐘可以使我們預(yù)感到地球自轉(zhuǎn)所引發(fā)環(huán)境的改變，因此其確保了當(dāng)我們受到最小程度的傷害時(shí)我們?cè)谒X(jué)，但卻并沒(méi)有指出為何我們首先需要睡覺(jué)這一奧秘。這種解釋似乎來(lái)源于對(duì)第二種控制器的理解，即名為睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器，其可以測(cè)定當(dāng)我們覺(jué)醒時(shí)大腦中所發(fā)生的事情，而且當(dāng)這些事件達(dá)到一個(gè)上限時(shí)，我們就會(huì)開始睡著，該系統(tǒng)在我們睡眠狀態(tài)下處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)機(jī)體覺(jué)醒時(shí)這種循環(huán)就會(huì)開始。
文章中，研究者對(duì)果蠅大腦中的睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器進(jìn)行研究，早在45年前，研究者就發(fā)現(xiàn)果蠅可以為研究者提供晝夜計(jì)時(shí)的相關(guān)認(rèn)識(shí)，每個(gè)果蠅都有兩組(每組12個(gè))控制睡眠的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元可以運(yùn)輸睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)，如果神經(jīng)元具有一定電活性的話，果蠅就會(huì)處于熟睡狀態(tài)，而當(dāng)其靜默時(shí)果蠅就會(huì)醒來(lái)。
研究者M(jìn)iesenbock利用他2002年發(fā)明的光遺傳學(xué)技術(shù)來(lái)開啟神經(jīng)元，即利用光脈沖來(lái)控制大腦細(xì)胞活性的開關(guān)。當(dāng)前研究中，研究者利用光遺傳學(xué)技術(shù)來(lái)刺激信使多巴胺的產(chǎn)生;在人群中，諸如可卡因等精神興奮藥物可以增加大腦中多巴胺的水平，而且這種效應(yīng)在果蠅中也可以觀察到，當(dāng)多巴胺系統(tǒng)被激活時(shí)，睡眠控制神經(jīng)元就會(huì)沉默，這時(shí)候果蠅就會(huì)醒來(lái)。如果阻斷多巴胺的運(yùn)輸后，睡眠控制神經(jīng)元就會(huì)回歸至電活性狀態(tài)，這樣一來(lái)果蠅就會(huì)睡著。
睡眠開關(guān)是一種“硬”開關(guān)，這就意味著其要么處于開啟狀態(tài)要么處于關(guān)閉狀態(tài);研究者Diogo Pimentel指出，通過(guò)對(duì)睡眠開關(guān)進(jìn)行控制或許就可以幫助我們理解其工作的機(jī)制，當(dāng)睡眠控制神經(jīng)元處于電活性狀態(tài)時(shí)，研究者發(fā)現(xiàn)的離子通道就可以通過(guò)腦細(xì)胞間的交流來(lái)控制電脈沖的發(fā)生，當(dāng)多巴胺存在時(shí)其就會(huì)引發(fā)“睡眠精靈”從細(xì)胞內(nèi)移動(dòng)至細(xì)胞外部，隨后就可以有效地使得神經(jīng)元短路，并且關(guān)閉神經(jīng)元引發(fā)覺(jué)醒狀態(tài)的發(fā)生。
從原則上來(lái)講，這是一種類似于家中自動(dòng)調(diào)溫器的“設(shè)備”，但它測(cè)量的并不是溫度，而且也并沒(méi)有在寒冷狀態(tài)下開啟暖氣，但這種設(shè)備卻可以在機(jī)體睡眠需要超過(guò)某個(gè)設(shè)定點(diǎn)時(shí)開啟睡眠狀態(tài)。最后研究者M(jìn)iesenbock教授解釋道，這或許就是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億的問(wèn)題，即在該系統(tǒng)中到底是什么是同溫度等同的;換句話說(shuō)，睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器到底測(cè)量的是什么?如果我們知道答案，我們或許就距離揭示睡眠的奧秘又近了一步。
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