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大腦中一個特殊“睡眠回路”被發現

2015年02月25日09:24    來源:中國科技網-科技日報     手機看新聞

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失眠的人們在不久后或許就能徹底擺脫輾轉之苦了,大腦中一個特殊“睡眠回路”的發現,或許有助於徹底根治人們的睡眠障礙。

圖 通過基因設計,研究人員可以“打開”具體的腦干神經元,使大腦陷入深度睡眠。

  失眠的人們在不久后或許就能徹底擺脫輾轉之苦了,大腦中一個特殊“睡眠回路”的發現,或許有助於徹底根治人們的睡眠障礙。

  美國哈佛醫學院和紐約州立大學布法羅分校醫學與生物醫學院的研究人員近日共同發現了位於腦干深處的一個促進睡眠回路,揭示了我們進入深度睡眠的部分原理。該研究成果發表在2014年8月份的《自然·神經科學》網絡版上。

  研究發現,大腦約一半睡眠促進活動來源於腦干中的側顏區(PZ),而腦干是大腦中的原始部分,負責控制人體的基本生存功能,如呼吸、血壓、心率和體溫等。論文的共同作者、布法羅分校醫學與生物醫學院藥理學與毒物學教授助理卡羅琳·E·巴斯表示,睡眠中樞與其他對生命至關重要部位緊密聯系在一起,正凸顯出了睡眠這一行為的必要性及其在腦部進化過程中的重要性。

  據醫學快訊網站報道,研究人員發現側顏區有一種特殊神經元,專門產生神經遞質γ-氨基丁酸(GABA)用以促進深度睡眠。他們針對性地開發出一套能夠遠程操控這些神經元的新工具,用來操控神經元的開閉,以便進行研究。

  “新的分子生物學方法使人們能夠在前所未有的水平上精確控制大腦的功能。”哈佛醫學院博士后研究員克裡斯泰勒·安瑟萊特說,“在開發這套工具之前,我們通常使用電刺激的方法來激活目標區域,但這通常會同時影響到周邊並不需要刺激區域,對研究產生影響。”

  “為了實現實驗所需的精度要求,我們引入了一種病毒用來擔綱‘設計師’,專門針對GABA受體進行基因重新編輯,使其成為可控的GABA開關,同時嚴格注意避免對其他腦部功能的影響。”論文主要作者、哈佛大學助理教授帕特裡克·傅勒解釋說,“當我們打開側顏區神經元的GABA開關后,受試動物在沒有服用任何鎮靜劑和安眠藥的狀態下能很快進入睡眠狀態。”

  接下來研究人員還要進一步了解這些神經元與大腦中其他區域協調促進睡眠的運作機理,探索大腦從睡眠中被喚醒的原理。未來這些研究的成功將會幫助人們解決睡眠障礙,治療失眠,還可能借此開發出更高效、更安全的鎮靜劑和麻醉劑。

  “現在人們正處在神經系統科學迎來變革的關鍵點。”巴斯表示:“基因工具使人們具有了前所未有的大腦控制能力,能夠窺探到先前遙不可及的大腦功能領域。或許將來的某一天人們能夠真正探明‘睡眠’這一長久以來的謎團。”

(責編:陳霄、甘霖)

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