找到了“睡不好”和“压力大”的神经元!

【字体: 时间:2023年12月15日 来源:Current Biology

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  受惊的小鼠睡得不好。研究人员已经确定了至少一些负责的神经元。

  

和人类一样,小鼠在没有压力的情况下会睡得更深。

任何在烦恼的一天后辗转反侧的人都知道压力会扰乱睡眠节奏。但人们对如何以及为什么会这样还不太了解。

研究人员现在已经在小鼠的大脑中发现了一组神经元,它们参与调节被称为微觉醒的清醒信号。加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的神经科学家Ketema Paul说,这一发现有助于解释压力是如何扰乱睡眠的。“这是朝着正确方向迈出的一大步,因为我们正在寻找更好地治疗由压力引起的睡眠障碍的目标。”

微觉醒是小鼠和人类睡眠的正常组成部分。在整个晚上的休息过程中,短暂清醒的时间与深度睡眠的时间混合在一起,称为非快速眼动睡眠(non-REM)。但是,当微觉醒比正常情况下发生得更频繁时,就会导致零碎的、低质量的睡眠,甚至失眠等睡眠障碍,该研究的合著者、费城宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的神经科学家Shinjae Chung说。

Chung和她的团队感兴趣的是大脑回路是如何调节微觉醒的,以及它们是如何被急性压力触发的。急性压力是由突发的重大事件引起的,而慢性压力则是长期存在的。Chung说,在人类中,急性压力可能来自诸如经历车祸之类的事情。

为了给小鼠制造急性应激,研究人员让小鼠反复受到攻击性小鼠的攻击。然后他们把这只不友好的小鼠移走,把目标动物分到一半的围栏里。这种具有攻击性的入侵者被设计成诱导一种被称为“社会失败压力”的状态,这种状态在目标小鼠入睡时仍会继续影响它。

瞄准下丘脑

研究人员使用脑电图和肌电图(EEG和EMG)来观察小鼠在睡眠或清醒时的大脑活动。与此同时,他们使用一种被称为纤维光度法的大脑成像技术来观察特定的神经元群在睡眠期间是如何放电的。科学家们知道,下丘脑——位于脑干顶部的一个大约杏仁大小的结构——对调节睡眠很重要,所以研究小组把目标对准了下丘脑视前区的几组细胞。

受到压力的小鼠比遇到不友好的笼子入侵者之前经历了更多的微觉醒,因此在非快速眼动休息中花费的时间更少。

研究人员发现,在正常的、有节奏的微觉醒过程中,下丘脑视前区的一群细胞在非快速眼动睡眠中被激活,而同样的神经元,称为谷氨酸能神经元,在急性应激后的睡眠中更活跃。研究人员还进行了抑制谷氨酸能神经元的实验;当神经元被关闭时,相反的效果发生了,压力大的小鼠在微觉醒之间睡得更久。研究小组在《Current Biology》杂志上报告说,这可能是帮助调节睡眠质量的众多途径之一。

Chung说:“这些神经元对于调节睡眠稳定性和睡眠连续性非常重要,这样你的睡眠就不会支离破碎。”

紧张的睡眠

加州斯坦福大学(Stanford University)的睡眠科学家布列塔尼·布什(Brittany Bush)说,这些发现与之前的一些研究结果相反,之前的研究发现,压力会导致鼠睡得更多。但她说,可能有多种因素导致了不同的结果,而最新的发现通过“引起清醒和压力”增加了科学家的理解。

Chung解释说,一个关键的区别是,在之前的研究中,小鼠被放回它们的笼子里睡觉,而在最新的实验中,它们在急性应激发生的环境中睡着了。未来的工作可能会进一步梳理结果分歧的原因,例如,通过探索个体小鼠对压力的适应能力如何不同。

这一发现短期内不太可能用于治疗人类睡眠障碍。但在未来,他们可能会指出解决人类睡眠和压力之间关系以及睡眠和压力对健康的各种影响等问题的方法。“从几个潜在的电路中识别出一个电路,使我们更容易提出这个问题。对我来说,这是这篇论文最令人兴奋的部分,”Paul说。

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