神经衰弱

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为了幸福,睡眠需要被拯救 [复制链接]

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浙江24小时-钱江晚报记者章咪佳/文通讯员朱心宇/新媒体制作

《百年孤独》里那个全村人睡不着觉的马康多村,可能已经散布在今天的全球各地了——

《年中国睡眠指数报告》表明:68%的年轻人都表示“晚上睡不够,白天起不来”。31.1%的“90后”是晚睡晚起型;30.9%是晚睡早起型。生活在七天24小时都可以是工作日的全球化时代,人类正在进入一种大失眠时代。

但是不用太多悲观和焦虑,人类可能还有办法从根本上解决问题,能够让睡意重新来袭——

近日,浙江大学基础基础医学院神经科学中心郭方课题组在神经科学顶级期刊《Neuron》上在线发表研究论文:

这项研究首次鉴定出果蝇大脑中的几组关键的节律神经元,解释了果蝇如何睡一个安稳觉。而果蝇体内的一些最关键的基因,包括果蝇的睡眠特点,都和人类具有很大的相似性,因此基于果蝇的这项研究,将对改善人类睡眠有新的启发。

郭方的研究是从果蝇开始的。

他的导师,BrandeisUniversity(布兰迪斯大学)的MichaelRosbash教授,因发现控制昼夜节律的分子机制,与JeffreyHall和MichaelYoung两位教授共同获得年诺贝尔奖生理学/医学奖。他们的研究对象,也是果蝇。

Rosbash教授获奖后,郭方和课题组的同仁为老板准备了一个蛋糕,奶油顶上趴着一只果蝇,人类写着贺词:It’sagreatdayforfruitfly(这是果蝇的大日子)!

这样的大日子,果蝇的祖先见怪不怪了,它们是地球上拿过诺奖最多的家族:至今为止,世界上已经有五个诺奖生物医学奖,颁发给了以果蝇为对象的研究。

对普通人来讲,果蝇也很常见。好奇的人探头去看烂水果,会被突然扎堆飞出来的小虫子们吓一跳。它们就是果蝇,每一只就芝麻粒大小。

这些身长不过2毫米的小家伙,是许多科学家的最爱,它们是实验室的一种理想模式动物。

对于搞神经科学研究的科学家来讲,果蝇的好品质在于:相比高等哺乳动物有多于2万个与节律相关的神经核团,果蝇大脑中控制节律的神经元数量非常少,只有约75对个节律神经元组成的神经回路,它们指导着果蝇在不同的时间点,有序地进行规律的生活:进食,运动,睡眠和觉醒等行为。

“所以我们能够很快地筛选出果蝇的每一个节律神经元对各种行为的影响。”郭方说。

而且果蝇的一生短而精:25℃时,它们每隔10至12天就能产生一代子孙,果蝇活一个月相当于小鼠过一年;果蝇个子小,一个小试管就能装几十上百只。一个做果蝇的实验室里,通常贮备个几万、几十万果蝇都很正常。

[它是决定你何时入睡的指挥官]

电视机里还在大声播放着斯皮尔伯格的纪录片,同房间的朋友原之不知何时已经睡着。我观察她:她仰面躺着,两只手还十指相扣搭在胃部,一动不动。

原之是朋友中有名的元气少女,这跟她保持着优质的睡眠有很大的关系。她常常自嘲讲:“人家死了像睡着了,我睡着了像死了一样。”

有的人为何可以这样高效地入睡?

睡眠质量与两个因素直接有关:何时入眠;何时醒来。这也正是现代人最常见的两种失眠情况:入睡困难;莫名觉醒。

郭方的实验室里,果蝇要接受一系列睡眠测试,帮助人类回答这些疑问。

研究入睡的问题,郭方发明了一个边长20厘米的立方体箱子,叫做果蝇盒子。箱子全封闭,两侧有两束波长不同的光源——打开红光,就会激活果蝇脑中的神经元;绿光则会关掉神经元的活性。

此前,Rosbash教授的研究已经证明果蝇和人类一样,体内有生物钟:它们白天活动,夜里睡觉。就算被放入实验室的“极夜”环境(不见光的全黑环境)中,它们像是依然活在大自然中一样,有自己的“白天活动、夜里休眠”的节奏。

在果蝇的脑中,生物钟神经元分布在大脑的边缘。“这有利于这些神经元接收光照和温度等外界环境信息。”郭方说。

郭方课题组在箱子里放进一块96宫格的塑料板,每一格都是一只果蝇的“独栋别墅”。盒子顶上有摄像头,实时记录了每一只果蝇的表现,格子底上铺满了果蝇热爱的食物,保证它们在食物山上居住的一周里,得到需要的所有营养。

这个实验中,果蝇们只需坐吃山空直到生命耗尽,但要帮助人类解答一个问题:大脑中哪个神经元是促进睡眠的,它是怎么工作的。

课题组发现一组功能相反的神经元:

DN1神经元(背腹侧神经元),是果蝇脑中促进睡眠的神经元;而位于视叶脑区和核心脑区之间的3个LND神经元,是果蝇脑中非常重要的运动中枢,负责促进果蝇活动。

当睡觉时间到来时,DN1神经元会变得非常强势。它一面活跃起来,传递睡眠的指令给相应的神经网络;同时它还要去抑制LND神经元——不能让它们兴奋起来,促使果蝇搞事情。

“这也是为什么我们睡着的时候,人不太会动的原因。”郭方说,因为生物在睡眠时,促进运动的神经元被抑制了。

DN1神经元的功能是否正常发挥,决定了果蝇何时安然睡觉。

*旅出身的蒙哥马利元帅(BernardLawMontgomery)曾经在丘吉尔面前吹嘘:“俺每天黎明即起,身体百分之一百健康。”蒙哥马利活了89岁。

而维克多·雨果,则是大名鼎鼎的赖床贪睡*,他活了83岁。

一个人需要睡多长时间?

年,约翰霍普金斯大学的科学家已经鉴定出:果蝇的大脑中央,有一个EB-R2神经元。这个长得像个方向盘的神经元,决定了生物需要睡多久。

这一阶段的实验,果蝇要经历频繁被惊醒的睡眠。96宫格“别墅”边上,被科学家安装了编程过的电磁阀。每隔30分钟,睡觉的果蝇就会被猛烈地撞击一下。

它们惊醒过来,茫然地四处探望:发生什么事了?这期间,果蝇们会抓狂暴走一阵子,然后发现没什么事,又再睡回去。

郭方课题组发现:当DN1被激活的时候,这个神经元不仅一面要传输神经递质,去抑制活动神经元LND;同时它还要从大后方(大脑后侧)往前线(大脑前侧)投射神经递质。这个活动,激活了大脑前侧一种叫做TuBu的神经元。

TuBu神经元是“方向盘”EB神经元的上游神经元,你可以理解成上线,它可以传输指令给EB神经元。

郭方课题组首次观察到:当TuBu神经元被DN1激活后,EB神经元的一簇调节睡眠稳态的神经元EBR2,会发生高频脑电波振荡。

这种脑电波振荡有非常重要的作用。它可能在调控睡眠的深度。

它们能够使得生物在睡眠时段,屏蔽掉有可能打扰睡眠的外界信号。这种振荡发生得越是频繁,果蝇的睡眠质量就越高。

神经衰弱的人,也许就没有这种脑电波,或者说发生频率很低。

如果可以影响这种脑电波的发生频率,就有可能促进睡眠。再想得疯狂一点,如果可以充分诱导这类脑电波的发生,让人类保持更长时间的高效深度睡眠,那么可能一天少睡几个小时,也能维持一整天的精力。

采访那天,我们离开实验室的时候,有八卦的记者问了郭方一句:“您哪年生的?”在此之前,我猜郭方是个90后,至少是个85后。

结果他说他今年36岁了。大家吓一跳。

“因为我睡得好。”

是啊,在法国文学家伏尔泰看来,睡眠与希望是同等重要的事情。

但愿人生更有希望。致敬科学家,致敬果蝇。

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