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困倦侵襲，大腦是如何抵抗困意的？

熬夜對我們來說，可能是家常便飯了。而至于其目的，可能是為了次日早晨的考試而突擊，也可能是因為一部精彩紛呈的影片而徹夜刷劇。無論如何，只要我們選擇了熬夜，那么身體的睡眠需求就難以得到保障。睡眠對我們十分重要，仔細一想的話，可以一夜不睡的那些人也算是很厲害了。而現(xiàn)在，科學家們在睡眠的解密上取得了更進一步的發(fā)展。在《神經(jīng)元(Neuron)》雜志上，一篇新的文章正宣揚著這個研究小隊的觀點。

credit: 123RF

在人的腦干中，有一個很小的部分，稱為“中縫背核(DRN, dorsal raphe nucleus)”。這個區(qū)域分泌血清素和其他化學物質。

來自加州理工學院的Viciana Gradinaru是這項研究的負責人員，他表示，實驗表明，中縫背核是人們保持清醒的重要器官。

“那些中縫背核受到過損傷的人在實驗中更嗜睡。不過，關于中縫背核在人體的睡眠/喚醒系統(tǒng)中的詳細作用，我們還不得而知。”

而論中縫背核所處的位置，它位于神秘的多巴胺細胞——中縫背核神經(jīng)元(dorsal raphe nucleus neurons)上。那么，生物的主觀清醒和其中的多巴胺活動有沒有什么聯(lián)系呢？這也是Gradinaru團隊目前的研究方向?？紤]到小鼠的大腦和人腦有很多相似點，他們便從小鼠的大腦著手。

研究人員讓這些小鼠進行多種活動，同時監(jiān)測他們體內(nèi)的中縫背核神經(jīng)元活動水平。這些活動有：攝食、求偶以及心情不悅。在這些情況下，小鼠的需要保持清醒。在各項試驗中，小鼠體內(nèi)的中縫背核神經(jīng)元都處于十分繁忙的工作狀態(tài)，孜孜不倦地將多巴胺發(fā)送到大腦的各個部分。

之后，研究人員又在小鼠清醒時追蹤了小鼠的中縫背核神經(jīng)元活動情況。他們發(fā)現(xiàn)，當小鼠休息時，這些細胞也處于休眠狀態(tài)；而小鼠醒來時，細胞也隨之激活。

目前為止，研究人員知道了小鼠的清醒與否和其中縫背核神經(jīng)元的活動關系，不過他們還不明白，是神經(jīng)激活引起的清醒，還是清醒導致了神經(jīng)激活。

為了獲得真相，受惠于光刺激基因工程(optogenetic)的方式，他們設置了可以隨光源有無而激活或休眠的神經(jīng)元。之后，他們用這些光感細胞喂食小鼠，然后讓它們?nèi)胨?。當小鼠熟睡時，他們便打開光源以刺激中縫背核神經(jīng)元興奮，觀察實驗現(xiàn)象。果不其然，小鼠們紛紛從睡夢中驚醒。

而強制中縫背核神經(jīng)元休眠恰恰有著相反的作用。受到影響的小鼠紛紛陷入沉睡，即使是危險的情形、紛擾的噪音和搔首弄姿的配偶都不能喚醒它們。

作者注釋道，他們的實驗只囊括小鼠，如果過于魯莽地將實驗結果代入人類，未免操之過急。

Gradinaru表示，為了謹慎實驗，他們還需要進行更多深層次的研究，在醫(yī)藥學領域上，該實驗還有很大的潛力。其可能將應用于失眠癥和嗜睡癥的療程，還可以緩解由于睡眠質量不足引起的伴發(fā)癥，如抑郁、躁郁癥和精神分裂癥等等。

本文譯自 mentalfloss，由譯者 沸石 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。