牛津大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致我們大腦中的開關(guān)翻轉(zhuǎn)并喚醒我們的原因。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上，讓我們更接近了解睡眠的奧秘。
睡眠由兩個系統(tǒng)控制——生物鐘和睡眠穩(wěn)態(tài)。雖然生物鐘已廣為人知，但對于睡眠穩(wěn)態(tài)卻知之甚少。
這項新研究是在其實驗室進(jìn)行的 Gero Miesenböck 教授解釋說：“生物鐘使我們能夠預(yù)測由地球自轉(zhuǎn)引起的環(huán)境變化。因此，它確保我們在對我們傷害最小的時候睡覺，但它并沒有說明我們?yōu)槭裁葱枰X的謎團(tuán)。
“這種解釋可能來自于對第二個控制器的理解——稱為睡眠穩(wěn)態(tài)器。穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器測量我們清醒時大腦中發(fā)生的某些事情(我們不知道那是什么)，當(dāng)這些事情達(dá)到某個上限時，我們就會進(jìn)入睡眠狀態(tài)。系統(tǒng)在睡眠期間重置，當(dāng)我們醒來時，循環(huán)重新開始。
研究小組研究了果蠅大腦中的睡眠穩(wěn)態(tài)——大約 45 年前，這種動物也首次為晝夜節(jié)律計時提供了見解。每只蒼蠅都有大約兩打睡眠控制神經(jīng)元，這些腦細(xì)胞也存在于其他動物身上，并據(jù)信存在于人類身上。這些神經(jīng)元傳達(dá)睡眠穩(wěn)態(tài)的輸出：如果神經(jīng)元處于電活動狀態(tài)，則果蠅處于睡眠狀態(tài)，而當(dāng)神經(jīng)元保持沉默時，果蠅處于清醒狀態(tài)。
為了切換神經(jīng)元，該團(tuán)隊依賴于 Miesenböck 于 2002 年發(fā)現(xiàn)的一種稱為光遺傳學(xué)的技術(shù)，其中使用光脈沖來打開和關(guān)閉腦細(xì)胞的活動。在目前的工作中，光遺傳學(xué)被用來刺激信使化學(xué)多巴胺的產(chǎn)生。
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