牛津大學的研究人員現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了哺乳動物大腦中睡眠研究的新目標——大腦皮層。該論文今天發(fā)表在《自然神經(jīng)科學》上。
大腦皮層約占大腦體積的 80%，負責許多復雜的現(xiàn)象，包括感知、思維、語言、注意力和記憶。雖然皮層中的活動通常用于睡眠研究來記錄睡眠/清醒模式，但牛津大學的最新研究發(fā)現(xiàn)，皮層本身的過程實際上可能負責睡眠控制，例如睡多長時間和睡多深睡覺。
該研究監(jiān)測了實驗室老鼠的大腦活動，這些老鼠在解剖學和睡眠機制方面與人類有著基本的大腦相似性。皮層的兩個區(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。當大腦這些區(qū)域的神經(jīng)元失活時，實驗室小鼠每天突然保持清醒至少三個小時。從這個角度來看，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月的“清醒”時間。就人類而言，這相當于大約 10 年。
盡管小鼠清醒的時間更長，但它們對深度睡眠的需求似乎并未受到影響。通常情況下，當老鼠(和人類)保持清醒的時間比平時更長并且變得更疲倦時，我們會睡得更深以進行補償。這項對實驗室老鼠的研究發(fā)現(xiàn)，它們的睡眠時間并沒有比平時更深。他們的生物鐘似乎完全沒有受到白天額外醒著時間的影響。
該研究的主要作者、牛津大學生理學、解剖學和遺傳學系的 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來改變皮層活動，從而達到治療目的，例如治療睡眠障礙。”
生理學、解剖學和遺傳學系睡眠、大腦和行為實驗室負責人、睡眠與晝夜節(jié)律神經(jīng)科學研究所 (SCNi) 成員、論文的共同通訊作者 Vladyslav Vyazovskiy 教授說：“皮層是高度復雜的結構，在解剖學和功能上都非常復雜，因此很難研究;這就是為什么我們認為它在睡眠控制中的作用以前被忽視了。皮質(zhì)沉默對睡眠的影響為睡眠控制機制提供了一個新的視角，并具有改變睡眠神經(jīng)生物學領域的強大潛力。”
生理學、解剖學和遺傳學系大腦皮層發(fā)育和進化實驗室負責人、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構的作用。在睡眠調(diào)節(jié)中，大腦皮層不是關注的焦點。當我們第一次對不同的皮質(zhì)投射神經(jīng)元進行“沉默”研究時，我預計這種表型來自另一個神經(jīng)元群，而不是來自第 5 層和海馬體。對我來說，這一發(fā)現(xiàn)它對小鼠睡眠的影響令人驚訝。”
標簽： 大腦皮層
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