科学家发现是什么控制着人的醒来和入睡
15年前，一种奇怪的突变果蝇引起了西北大学(Northwestern University)昼夜节律专家拉维·阿拉达(Ravi Allada)博士的注意和好奇心，这位神经科学家最近发现了动物的生物钟是如何在早上叫醒它，在晚上让它睡觉的。
时钟的机制事实证明，它很像一个电灯开关。在一项控制每日睡眠-觉醒周期时间的大脑昼夜神经元的研究中，Allada和他的研究团队发现，白天这些神经元中的高钠通道活动打开细胞并最终唤醒动物，晚上高钾通道活动关闭细胞，使动物入睡。进一步调查，研究人员惊奇地发现苍蝇和老鼠的睡眠-觉醒开关相同。
“这表明控制我们睡眠-觉醒周期的潜在机制是古老的，”温伯格艺术与科学学院神经生物学教授兼主席阿拉达说。他是这项研究的资深作者。“这种振荡机制在数亿年的进化过程中似乎是保守的。如果它在老鼠身上，那么它也可能在人类身上。”
更好地理解这一机制可能会导致新的药物靶点，以解决与时差、轮班工作和其他由时钟引起的问题相关的睡眠-觉醒问题。最终，重置一个人的生物钟以适应他或她的情况是可能的。
研究人员称之为“自行车”机制:两个踏板在24小时内上下移动，向神经元传递重要的时间信息。研究人员发现两个踏板——钠电流和钾电流——在简单的果蝇和更复杂的老鼠身上都是活跃的，这是出乎意料的。
该研究结果发表在8月13日的《柳叶刀》杂志上细胞．
该研究的主要作者马蒂厄·弗卢拉基斯(Matthieu Flourakis)说:“令人惊讶的是，在昆虫和哺乳动物身上发现了相同的睡眠-觉醒周期控制机制。”“老鼠在夜间活动，苍蝇在白天活动，但它们的睡眠-觉醒周期是用同样的方式控制的。”
当他加入阿拉达的团队时，弗卢拉基斯想知道果蝇昼夜神经元的活动是否会随着一天中的时间而变化。在神经生物系比尔和盖尔·库克(Bill and Gayle Cook)教授英迪拉·m·拉曼(Indira M. Raman)的帮助下，他发现了非常强烈的节律:神经元在早上活跃，晚上则很少。
研究人员接下来想知道原因。这时他们发现，当钠电流高时，神经元放电更多，使动物清醒，而当钾电流高时，神经元安静下来，使动物入睡。钠和钾电流的平衡控制着动物的昼夜节律．
弗卢拉基斯、阿拉达和他们的同事随后想知道，这种过程是否存在于与人类更接近的动物身上。他们研究了老鼠大脑中控制动物昼夜节律的一小块区域——视交叉上核，由2万个神经元组成神经元并在那里发现了同样的机制。
“我们这项研究的出发点是突变果蝇缺少一个钠离子通道走路步履蹒跚，昼夜节律也很差，”阿拉达说。“这花了很长时间，但我们能够把所有的东西——基因组学、遗传学、行为研究和神经元活动的电测量——放在这篇论文中，在对两个物种的研究中。
他说:“当然，现在我们对是什么在调节这种睡眠-觉醒途径有更多的疑问，所以还有更多的工作要做。”
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