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一个深埋在原始脑干,能促使睡眠的迴路揭示了我们是如何进入深度睡眠。此项发现源于哈佛医学院,和布法罗大学医学,生物医药科学院,这是第二个在哺乳动物大脑中被鉴定的睡眠节点,它的活动对产生深度睡眠来说是必须和足够的。
刊载在八月的网络《自然神经科学》上,该研究展示了大脑促使睡眠的活动有一半源自于在脑干里的脸部邻近区域(PZ)。 脑干是大脑的原始区域,调节着基本的生存功能,比如呼吸,血压,心跳和体温。
“睡眠中心和其他对生命至关重要的部分的紧密联系突出了睡眠在大脑的演化重要性”卡洛琳 E.巴斯,布法罗大学医学和生物医学院药理学和毒理学助理教授,也是此文的副作者说道。
研究员发现一种在PZ里制造伽马氨基丁酸(GABA)的特定类型神经元在深度睡眠里扮演着角色。他们运用一种创新的工具来精准的遥控这些神经元,以便能随意开关神经元。
“这些新的分子手段允许了对大脑功能在细胞水平上前所未有的操控,”克里斯特勒.安瑟叻,哈佛医学院的博士后说道。
“在这些工具还没开发前,我们用电刺激来活化一个区域,不过问题是这将刺激到所有电极所碰到的地方,甚至周围没碰到的地方。那是个用大锤的方法,然而我们需要的是手术刀。”
“为了实现这些实验的精确度,我们在PZ里注射了在GABA神经元上表达‘创造者’受体的病毒, 并且不影响脑功能,”伯特利.富乐,哈佛的助理教授,此文的资深作者说。“当我们在PZ里开启GABA神经元时,这些动物在不需要镇静剂或助眠剂下进入深度睡眠。”
至于这些神经元在大脑里如何与其他促使睡眠或苏醒的区域互动,还有待研究,研究员们说。但是这些发现最终将被转变为能治疗睡眠失调的药方,包括嗜睡症,和开发较好和安全的麻醉药。
“我们正处在神经科学的变革点上,”巴斯说,“创造者基因的运用给予我们对大脑前所未有的控制,我们能解答关于大脑的基本性问题,这在传统上是遥不可及的,包括为什么睡眠, 这是一个历久不衰的神经科学奥秘。”