“睡得久≠睡得好 睡不好会变“傻””

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科学家发现了大脑睡眠质量的控制机制

睡得太久睡不好会变笨

躺在床上数着几百只羊，睡不着觉是失眠，很多人都有过噩梦一样的经历。 数据显示，全球约10%-49%的人患有不同程度的失眠，而中国一线城市平均睡眠总长不足7小时，睡眠问题已经成为全球难题。

但是，人们越来越认识到睡眠质量比睡眠时间更重要。 最近，中国科学院深圳先进技术研究院研究员刘畅与美国勃兰迪斯大学教授莱斯利·克莱尔·格里菲斯合作，利用果蝇这个模型生物，在大脑中发现调节睡眠质量的神经环，进一步解析调控睡眠的神经机制，为应对睡眠问题提供新的治疗干预目标和潜在

相关研究成果最近发表在《细胞》子刊《现代生物学》杂志上。

睡眠碎片化才是真凶？

睡眠结构是决定睡眠质量的重要因素，也是这次研究的重点。

刘畅表示，正常的睡眠结构下，睡眠深、天不亮、无惊讶、醒来后可获得良好的精神状态。 对于需要照顾新生儿、照顾患者、呼吸道闭塞的人，如果在夜间频繁醒来，身体和精神上会受到很大的负担，可能会伴随健忘、肥胖、脱发等问题。

发现睡眠质量高的情况下，即使时间比较短也不会影响大脑整体的识别功能。 相反，睡眠碎片可能会严重影响生理功能。 刘畅说。

研究表明，长时间的低质量睡眠会导致疲劳、学习和认识障碍，也是诱发阿尔茨海默病、抑郁症、心血管病等病症的重要因素。

在探索睡眠质量的奥秘时，研究小组关注了重要的神经递质5 -羟色胺。

5 -羟色胺又称5 -羟色胺，参与情绪、食欲、认识、疼痛等的调控，其生物合成的相关产物在临床上广泛应用于抑郁症的治疗。

但是，大部分抑郁症患者服用5 -羟色胺类药物后，睡眠质量反而变差。 刘畅说。

这背后有什么理由吗？

甜甜圈脑区中断睡眠了吗？

为了进一步探索调控睡眠结构的大脑机制，找出5 -羟色胺与睡眠质量的关系，研究小组利用热遗传学和光遗传学技术在果蝇上进行了一系列实验，发现了调控睡眠质量的神经环，并找出了中断睡眠的重要目标。

在实验中，研究小组首先在果蝇大脑的5 -羟色胺神经元中表达特殊的基因，用光和热刺激这些神经元时，被刺激兴奋的神经元就会释放分子信号，这些兴奋的5 -羟色胺神经元就会睡眠碎片化。

研究小组还发现，果蝇大脑中大脑区域如甜甜圈的椭圆体中，特异的受体接收到这些信号，即使刺激这些受体神经元，果蝇也会睡眠碎片化。

实验数据显示，与对照组相比，特殊神经环被激活的果蝇白天睡眠中觉醒次数平均增加15-20次，夜间觉醒次数平均增加10-15次。 刘畅说。

有趣的是，接收这样的信号、中断睡眠的受体所在的甜甜圈脑区，一直以来被认为有像果蝇大脑的导航仪一样控制运动和感知的责任。

刘畅告诉记者，甜甜圈脑区与睡眠稳态的关系近年来备受学术界关注，此次研究成果首次揭示了该脑区睡眠质量的调控机制。

支离破碎的睡眠还有救吗？

晚上睡不好，第二天工作效率低下，反应经常变得迟钝，这也是此前的实验数据所验证的。

这次，研究小组基于睡眠碎片化的研究，进一步研究了睡眠质量和学习记忆的关系。

刘畅说，为了明确激活5 -羟色胺神经元后出现的碎片化睡眠是否会引起识别缺陷，小组利用了经典的厌恶、嗅觉条件化实验范式

一个选择是果蝇闻到气味会被电击惩罚。另一个选择是闻到另一种气味就没有电击惩罚。 这样反复训练果蝇，最后让果蝇在两种气味中选择，分解果蝇的学习能力。

结果表明，经历睡眠碎片化的果蝇学习能力比对照组下降1/3，通过药物挽救睡眠质量或遗传修复，学习能力恢复至对照组水平。

那么，如何改善支离破碎的睡眠呢？

刘畅说，由于发现了中断睡眠的特异受体，也为治疗这种睡眠问题提供了重要的靶点。

实验中，通过遗传学手段检测敲除该受体的果蝇，或通过药理学手段阻断受体功能，果蝇的苏醒次数明显减少，睡眠质量得到改善。

睡眠质量的神经调控机制在果蝇的大脑中被发现，但是从行为学和生理学上，实验证明了这次发现的特异受体和睡眠质量的关系也存在于哺乳动物中。 刘畅说，下一步，研究小组将继续关注目标下游控制睡眠质量的分子。

中国科学院院士、神经科学和生物物理学家郭爱克说，这项研究用5 -羟色胺系统联系睡眠和认识系统之间的作用方法，为理解5 -羟色胺调控睡眠和认识的机制提供了理想的模型。 此外，该研究还明确了特异的受体靶点，为临床上睡眠障碍和认识障碍的患者提供了新的药物设计靶点，有助于药物的研发和临床应用。 (记者邱晨辉)