快速眼動睡眠有助于防止捕食者攻擊

快速眼動 (REM) 睡眠會帶來短暫但周期性的覺醒。1966 年，F(xiàn)rederick Snyder 博士報告說 REM 的“哨兵”功能可以幫助動物準備好對抗?jié)撛诓妒痴吖舻膽?zhàn)斗或逃跑反應(yīng)。然而，迄今為止，還沒有實驗證據(jù)支持這一假設(shè)。

現(xiàn)在，由中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究所(SIAT)的王立平博士領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組報告了一個調(diào)節(jié)先天恐懼和快速眼動睡眠的共同回路，這證明了這一假設(shè)。

該研究于 1 月 21 日發(fā)表在《神經(jīng)元》雜志上。

在實驗中，動物睡在一個密封的房間里，并暴露在三甲基噻唑啉 (TMT) 氣味中，這種刺激表明存在捕食者。

“TMT 觸發(fā)了快速眼動睡眠的快速喚醒，而不是非快速眼動睡眠。這表明快速眼動睡眠具有特定的特性，可以快速喚醒以響應(yīng)掠食性刺激，”王博士說。

由于 REM 睡眠的喚醒閾值通常高于非快速眼動(NREM) 睡眠，因此研究小組旨在揭示這種 REM 特定功能背后的神經(jīng)機制。他們檢查了內(nèi)側(cè)丘腦底核 (mSTN)，這是一個包含高密度促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素 (CRH) 神經(jīng)元的大腦區(qū)域。

通過結(jié)合體內(nèi)神經(jīng)活動記錄和細胞類型特定操作，他們發(fā)現(xiàn) mSTN-CRH 神經(jīng)元在 REM 睡眠期間產(chǎn)生降低的喚醒閾值以檢測捕食者威脅，以及在覺醒后增加防御反應(yīng)。

結(jié)果還表明，持續(xù)的捕食者暴露導(dǎo)致總 REM 睡眠時間顯著增加，但個體 REM 睡眠發(fā)作和睡眠結(jié)構(gòu)碎片化的持續(xù)時間更短。這種 REM 睡眠適應(yīng)慢性威脅暴露需要 mSTN-CRH 神經(jīng)元。

這是一個例子，說明進化如何導(dǎo)致同一組神經(jīng)元的兩個不同但相關(guān)的功能，而不是兩個完全獨立的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。“我們可能假設(shè)自然選擇有利于優(yōu)化現(xiàn)有的神經(jīng)回路，以提高信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和能量使用的效率，而不是代謝更昂貴的解決方案，”王博士說。

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