大脑皮层可能调节对睡眠的需求

牛津大学的研究人员现在发现了哺乳动物大脑睡眠研究的一个新目标——大脑皮层。这篇论文今天发表在自然神经科学．

大脑皮层约占大脑体积的80%，负责许多复杂的现象，包括感知、思考、语言、注意力和记忆。而大脑皮层的活动通常用于睡眠研究为了记录睡眠/清醒模式，牛津大学的最新研究发现，皮层本身的过程实际上可能负责睡眠控制，比如睡多久和睡多深。

这项研究监测了大脑的活动在实验室的老鼠它们的大脑在解剖学和睡眠机制方面与人类有着基本的相似之处。在老鼠的大脑中，皮层的两个区域——新皮层层和海马体的一部分——的神经元被“沉默”了。当大脑这些区域的神经元停止活动时，实验鼠突然每天至少多清醒3个小时。从这个角度来看，一只老鼠的平均寿命约为两年，这意味着它们在寿命中获得了整整三个月的“清醒”时间。就人类而言，这相当于大约10年的时间。

虽然老鼠醒的时间长了，但他们需要深度睡眠似乎没有受到影响。通常情况下，当老鼠(和人类)比平时清醒的时间更长、更累时，我们就会睡得更深来弥补。这项对实验鼠的研究发现，它们并没有比平时睡得更深。他们的生物钟似乎丝毫没有受到白天多出来的清醒时间的影响。

牛津大学生理、解剖和遗传学系的卢卡斯·克朗博士是这项研究的主要作者，他说:“我们发现大脑皮层是睡眠调节系统的一部分，这为睡眠医学开辟了新的前景。有可能使用已经建立的非侵入性治疗大脑刺激技术改变皮层活动，从而调节睡眠，以达到治疗目的，如治疗睡眠障碍。”

Vladyslav viyazovskiy教授是生理学、解剖学和遗传学系睡眠、大脑和行为实验室的负责人，也是睡眠和昼夜神经科学研究所(SCNi)的成员，他是这篇论文的共同通讯作者，他说:“皮层是一个高度敏感的区域复杂的结构在解剖学和功能上都是如此，因此很难研究;这就是为什么我们认为它在睡眠控制中的作用之前被忽视了。皮层沉默对睡眠的影响为睡眠控制机制提供了一个新颖的视角，并有很大的潜力改变睡眠神经生物学领域。”

Zoltán Molnár教授，生理学、解剖学和遗传学部门大脑皮层发育和进化实验室的负责人，论文的共同通讯作者说:“在过去的几十年里，人们花了大量的精力和资金来阐明皮层下结构在睡眠调节中的作用大脑皮层并不是人们关注的焦点。当我们第一次对不同的皮层投射神经元进行“沉默”研究时，我期望从另一个神经元群体中获得这样的表型，而不是从第5层和海马体中获得。对我来说，发现它对老鼠睡眠的影响是一个很大的惊喜。”

虽然这项研究是重要的第一步，但还需要做更多的工作。克朗博士说:“我们希望许多其他研究小组现在也能研究大脑皮层究竟是如何对睡眠调节起作用的。”“一个多学科方法将帮助我们充分了解细胞机制和神经元回路，通过皮质调节睡眠。”