牛津大學(xué)的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了哺乳動(dòng)物大腦中睡眠研究的新目標(biāo)——大腦皮層。該論文今天發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》上。
大腦皮層約占大腦體積的 80%，負(fù)責(zé)許多復(fù)雜的現(xiàn)象，包括感知、思維、語言、注意力和記憶。雖然皮層中的活動(dòng)通常用于睡眠研究來記錄睡眠/清醒模式，但牛津大學(xué)的最新研究發(fā)現(xiàn)，皮層本身的過程實(shí)際上可能負(fù)責(zé)睡眠控制，例如睡多長時(shí)間和睡多深睡覺。
該研究監(jiān)測了實(shí)驗(yàn)室老鼠的大腦活動(dòng)，這些老鼠在解剖學(xué)和睡眠機(jī)制方面與人類有著基本的大腦相似性。皮層的兩個(gè)區(qū)域——新皮質(zhì)層 5 和海馬體的一部分——的神經(jīng)元在小鼠的大腦中“沉默”了。當(dāng)大腦這些區(qū)域的神經(jīng)元失活時(shí)，實(shí)驗(yàn)室小鼠每天突然保持清醒至少三個(gè)小時(shí)。從這個(gè)角度來看，一只老鼠的平均壽命大約為兩年，這意味著它們在其一生中獲得了整整三個(gè)月的“清醒”時(shí)間。就人類而言，這相當(dāng)于大約 10 年。
盡管小鼠清醒的時(shí)間更長，但它們對(duì)深度睡眠的需求似乎并未受到影響。通常情況下，當(dāng)老鼠(和人類)保持清醒的時(shí)間比平時(shí)更長并且變得更疲倦時(shí)，我們會(huì)睡得更深以進(jìn)行補(bǔ)償。這項(xiàng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室老鼠的研究發(fā)現(xiàn)，它們的睡眠時(shí)間并沒有比平時(shí)更深。他們的生物鐘似乎完全沒有受到白天額外醒著時(shí)間的影響。
該研究的主要作者、牛津大學(xué)生理學(xué)、解剖學(xué)和遺傳學(xué)系的 Lukas Krone 博士說：“我們發(fā)現(xiàn)皮層是睡眠調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一部分，這為睡眠醫(yī)學(xué)開辟了新的前景。它可能可以使用已經(jīng)建立的非侵入性腦刺激技術(shù)來改變皮層活動(dòng)，從而達(dá)到治療目的，例如治療睡眠障礙。”
生理學(xué)、解剖學(xué)和遺傳學(xué)系睡眠、大腦和行為實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、睡眠與晝夜節(jié)律神經(jīng)科學(xué)研究所 (SCNi) 成員、論文的共同通訊作者 Vladyslav Vyazovskiy 教授說：“皮層是高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在解剖學(xué)和功能上都非常復(fù)雜，因此很難研究;這就是為什么我們認(rèn)為它在睡眠控制中的作用以前被忽視了。皮質(zhì)沉默對(duì)睡眠的影響為睡眠控制機(jī)制提供了一個(gè)新的視角，并具有改變睡眠神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域的強(qiáng)大潛力。”
生理學(xué)、解剖學(xué)和遺傳學(xué)系大腦皮層發(fā)育和進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、論文的共同通訊作者 Zoltán Molnár 教授說：“過去幾十年，大量的努力和資金用于闡明皮層下結(jié)構(gòu)的作用。在睡眠調(diào)節(jié)中，大腦皮層不是關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)我們第一次對(duì)不同的皮質(zhì)投射神經(jīng)元進(jìn)行“沉默”研究時(shí)，我預(yù)計(jì)這種表型來自另一個(gè)神經(jīng)元群，而不是來自第 5 層和海馬體。對(duì)我來說，這一發(fā)現(xiàn)它對(duì)小鼠睡眠的影響令人驚訝。”
標(biāo)簽： 大腦皮層
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