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最近美國約翰斯霍普金斯大學(xué)的研究人員在果蠅中發(fā)現(xiàn)一種與睡眠沖動有關(guān)的腦細(xì)胞，或可解釋拖延睡眠時間導(dǎo)致慢性嗜睡的原因。雖然果蠅與人類在外表上存在非常大的差別，但是仍然與人類共有許多相同基因甚至行為，因此這項(xiàng)研究或?yàn)榻鉀Q人類睡眠障礙提供新的見解。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Cell上。

在這項(xiàng)研究中，為了找到調(diào)節(jié)睡眠的細(xì)胞，研究人員利用基因工程技術(shù)在超過500個果蠅品系中激活了小部分神經(jīng)元，隨后檢測果蠅的睡眠情況。其中一些品系的果蠅會持續(xù)睡眠幾個小時，甚至在關(guān)閉神經(jīng)元細(xì)胞之后仍然保持嗜睡狀態(tài)，這表明他們找到了觸發(fā)睡眠沖動的細(xì)胞。

隨后研究人員借助熒光顯微鏡對果蠅大腦中誘導(dǎo)睡眠沖動的細(xì)胞進(jìn)行了鑒別和定位。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這種叫做R2神經(jīng)元的細(xì)胞，存在于一種橢球體結(jié)構(gòu)中。為了進(jìn)一步探明究竟發(fā)生了什么，研究人員在R2神經(jīng)元中表達(dá)了破傷風(fēng)毒素，能夠阻斷神經(jīng)元放電，結(jié)果發(fā)現(xiàn)R2神經(jīng)元沉默的果蠅仍然保持正常的睡眠時間，但是如果在夜間通過搖晃培養(yǎng)瓶剝奪這些果蠅的睡眠，它們'反彈性睡眠'的時間明顯少于對照組。

為了進(jìn)一步了解R2神經(jīng)元的作用，研究人員利用微小電極測量了睡眠狀態(tài)和清醒狀態(tài)下的果蠅大腦中R2神經(jīng)元的放電活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)得到充分休息的果蠅其R2神經(jīng)元大約每秒放電一次，活躍度非常低。而睡眠狀態(tài)下的果蠅其神經(jīng)元每秒放電幾乎達(dá)到四次，而處于睡眠缺乏狀態(tài)的果蠅其R2神經(jīng)元活躍度最高，每秒放電大約七次。他們還發(fā)現(xiàn)睡眠缺乏狀態(tài)下或者臨近睡眠時間，R2神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)會增多，大腦通過這種機(jī)制對睡眠沖動進(jìn)行調(diào)節(jié)。

研究人員表示，R2神經(jīng)元在處于睡眠缺乏狀態(tài)的果蠅中放電速率最高，這種神經(jīng)元的激活會促進(jìn)果蠅睡眠，表明R2神經(jīng)元是觸發(fā)睡眠沖動的關(guān)鍵神經(jīng)元。這項(xiàng)研究或?qū)椭鉀Q睡眠沖動過度活躍導(dǎo)致的嗜睡問題。

原始出處：Sleep Drive Is Encoded by Neural Plastic Changes in a Dedicated Circuit