克服想睡觉的冲动:新的研究发现了一组神经元，它们可以帮助我们在重要的时候保持清醒

加州理工学院的研究人员已经发现了大脑中控制清醒的神经回路。这一发现对于治疗失眠、睡过头和伴随其他神经精神疾病(如抑郁症)的睡眠障碍具有重要意义。

这项工作是在Viviana Gradinaru (BS '05)的实验室完成的，她是生物学和生物工程助理教授，传统医学研究所研究员，加州理工学院天桥和Chrissy Chen神经科学研究所分子与细胞神经科学中心主任。bob88体育平台登录这篇文章发表在6月8日的杂志网络版上神经元．

格拉迪纳鲁和她的团队想知道:面对迫近的最后期限，我们如何克服疲劳，如何在夜深人静的时候叫醒自己去喂哭闹的婴儿?换句话说，面对所谓的突出刺激，我们如何克服想睡觉的自然冲动?

“为了回答这个问题，我们决定检查大脑中一个叫做中缝背核的区域，那里有一群尚未被研究的神经元多巴胺神经元称为中缝背核神经元或者DRNDA神经元，”Gradinaru说。“研究表明，大脑这部分受损的人白天会过度嗜睡，但人们对这些神经元在睡眠/清醒周期中的确切作用并不了解，也不清楚它们是否对内部或外部环境有反应。外部的刺激来影响觉醒。”

研究小组研究了小鼠的DRNDA神经元，小鼠是研究人脑的模式生物。首先，研究小组测量了动物在遇到显著刺激时DRNDA的活动，比如潜在交配对象的到来，或者突然的不愉快的感觉，或者食物。DRNDA神经元在这些事件中高度活跃，这使得研究人员推测神经元发送突出和唤醒信号，然后可以调节睡眠或清醒状态。

“然后，我们测量了DRNDA在整个睡眠/清醒周期中的活动，发现这些神经元在动物睡觉时最不活跃，在动物醒来时活动增加，”论文的第一作者、研究生瑞安·赵(Ryan Cho)说。“我们的目标是发现这只是一种相关性，还是神经元的活动实际上导致了睡眠-觉醒状态的变化。”

研究人员使用一种被称为光遗传学的技术来改造DRNDA细胞，使其受到光的刺激。在小鼠正常睡眠的时间内用光刺激这些神经元后，Gradinaru和她的团队发现小鼠从睡眠中醒来并保持清醒。当DRNDA的活性被化学抑制时，情况正好相反——即使面对重要的动机刺激，比如捕食者或交配伴侣的气味，动物也很可能睡着。这意味着DRNDA神经元的活动确实控制着睡眠-觉醒行为。

最后，研究人员检查了这些神经元在外界刺激唤醒时的作用。用光遗传学方法抑制神经元的活动，并在动物睡觉时播放巨大的噪音。对照组的老鼠经常醒来，而DRNDA被阻断的老鼠经常忽略声音并保持睡眠。

“这些实验向我们表明，DRNDA细胞对于面对重要事件时完全清醒是必要的刺激在老鼠身上，”Gradinaru说。“DRNDA神经元在人类身上也有类似的发现，虽然它们还没有被深入研究，但它们的退化与人类有关白天嗜睡多系统萎缩和路易体痴呆等神经退行性疾病患者。需要进一步的工作来确定人类的因果关系，并测试DRNDA作为失眠或睡过头的治疗靶点的潜力，以及伴随其他精神疾病(如抑郁症、躁郁症和精神分裂症)的睡眠障碍。”

这篇论文的标题是“中缝背多巴胺神经元通过显著刺激调节唤醒和促进觉醒”。