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睡到自然醒的時(shí)候到底是什么叫醒了我們
刊登于國際雜志Nature上的一項研究報告中，來(lái)自牛津大學(xué)的研究者通過(guò)研究揭示了讓大腦開(kāi)關(guān)翻轉叫醒我們的分子機制，該研究或可幫助深入理解睡眠的奧秘。睡眠是由兩種系統管理的，即晝夜節律鐘和睡眠同態(tài)調節器，如今晝夜節律鐘已經(jīng)被研究者深入研究了，但研究者對睡眠同態(tài)調節器卻知之甚少。
研究者Gero Miesenbock解釋道，晝夜節律鐘可以使我們預感到地球自轉所引發(fā)環(huán)境的改變，因此其確保了當我們受到最小程度的傷害時(shí)我們在睡覺(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)源于對第二種控制器的理解，即名為睡眠同態(tài)調節器，其可以測定當我們覺(jué)醒時(shí)大腦中所發(fā)生的事情，而且當這些事件達到一個(gè)上限時(shí)，我們就會(huì )開(kāi)始睡著(zhù)，該系統在我們睡眠狀態(tài)下處于復位狀態(tài)，當機體覺(jué)醒時(shí)這種循環(huán)就會(huì )開(kāi)始。
文章中，研究者對果蠅大腦中的睡眠同態(tài)調節器進(jìn)行研究，早在45年前，研究者就發(fā)現果蠅可以為研究者提供晝夜計時(shí)的相關(guān)認識，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)元可以運輸睡眠同態(tài)調節器的輸出信號，如果神經(jīng)元具有一定電活性的話(huà)，果蠅就會(huì )處于熟睡狀態(tài)，而當其靜默時(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(kāi)啟神經(jīng)元，即利用光脈沖來(lái)控制大腦細胞活性的開(kāi)關(guān)。當前研究中，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，而且這種效應在果蠅中也可以觀(guān)察到，當多巴胺系統被激活時(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(zhù)。
睡眠開(kāi)關(guān)是一種“硬”開(kāi)關(guān)，這就意味著(zhù)其要么處于開(kāi)啟狀態(tài)要么處于關(guān)閉狀態(tài);研究者Diogo Pimentel指出，通過(guò)對睡眠開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制或許就可以幫助我們理解其工作的機制，當睡眠控制神經(jīng)元處于電活性狀態(tài)時(shí)，研究者發(fā)現的離子通道就可以通過(guò)腦細胞間的交流來(lái)控制電脈沖的發(fā)生，當多巴胺存在時(shí)其就會(huì )引發(fā)“睡眠精靈”從細胞內移動(dòng)至細胞外部，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(lèi)似于家中自動(dòng)調溫器的“設備”，但它測量的并不是溫度，而且也并沒(méi)有在寒冷狀態(tài)下開(kāi)啟暖氣，但這種設備卻可以在機體睡眠需要超過(guò)某個(gè)設定點(diǎn)時(shí)開(kāi)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)值數十億的問(wèn)題，即在該系統中到底是什么是同溫度等同的;換句話(huà)說(shuō)，睡眠同態(tài)調節器到底測量的是什么?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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