发布时间：2020-09-07
为何熬夜之后会睡得更“香”？影响睡眠质量的关键又是什么？今天，《科学》杂志发表的一篇研究论文，有了新的发现。
该研究认为基底前脑区的谷氨酸能神经元，在睡眠的稳态调控中发挥了重要作用，这一发现为探索睡眠障碍的治疗方法提供了重要参考。
该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室徐敏研究组与北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心、北京大学麦戈文脑科学研究所李毓龙研究组合作完成。
睡眠是动物界普遍存在的现象，人类大约有三分之一的时间用于睡眠。然而睡眠是如何被调节的目前尚不清楚。
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。
昼夜节律通过内在的生物钟控制一天中睡眠觉醒的时间。
睡眠稳态主要由睡眠压力进行调控，控制机体获得一定的睡眠量：随着清醒时间的延长，睡眠压力逐渐增加；随着睡眠的进行，睡眠压力被逐渐清除。睡眠稳态调节系统会在睡眠受到干扰时发挥作用，例如：熬夜之后睡得更“香”并且时间更长。
目前，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，而咖啡的主要成分咖啡因可以通过阻断腺苷与其受体的结合而达到促进清醒的效果。
基底前脑被认为是腺苷参与睡眠稳态调控的重要脑区，环路层面的研究表明，该区域的局部神经环路参与到对睡眠觉醒的调控中，然而神经元活动调控腺苷释放的机制目前还不清楚。这限制了人们对睡眠觉醒调控机制的深入解析。
为了实现在睡眠觉醒周期中对基底前脑区胞外腺苷浓度高时空分辨率的检测，李毓龙研究组开发了一种新型的遗传编码的腺苷探针。
得益于该探针的高时间分辨率，研究人员发现，基底前脑区的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。特异的损毁这些神经元可以显著降低腺苷的积累，并导致小鼠清醒时间的大幅度增长。
“以上结果表明，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。”研究团队表示。
而让研究者们意外的是，他们还发现：维持和促进我们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。这些神经元在促进机体清醒的同时，也存在不可避免的副作用，通过刺激腺苷的释放而导致睡眠压力增加。
“睡眠调控的神经机制非常复杂，我们计划在目前研究的基础上, 进一步确定上述调控机制的普适性。”在研究团队看来，这将有助于最终揭开“我们为什么需要睡眠”这一睡眠领域终极问题的答案，最终为临床上睡眠相关疾病的治疗提供理论基础。
经济日报经点科学工作室
记者：沈慧
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