疲惫的动物如何保持清醒?

新的研究为快速入睡或躺着完全清醒提供了线索。通过对果蝇的研究，研究人员发现，果蝇的大脑神经元会做出调整，帮助它们在危险的情况下保持清醒，并帮助它们在紧张的一天后入睡。位于圣路易斯的华盛顿大学医学院和堪萨斯城的密苏里大学的研究结果发表在《柳叶刀》杂志的网络版上公共科学图书馆生物学这可能会为治疗失眠和改善人们的睡眠质量带来新的方法。

“如果你生病了，或者睡眠不足，或者你刚刚学到了新东西，你会睡得更多，”华盛顿大学神经科学教授、联合通讯作者保罗·肖博士说。“但是如果发生了危险的事情，你的大脑他说，‘不，不，不，不。还没到睡觉的时候。我不在乎你有多累。”调节睡眠的神经元可以区分安全睡眠和危险睡眠。”

睡眠习惯果蝇和我们的很像。果蝇白天活动，晚上睡觉，下午喜欢小睡一会儿，尤其是在炎热的日子里。咖啡因使它们保持清醒，让我们入睡的药物对苍蝇也有作用。

不过，有一个关键的区别:它们的大脑比我们的大脑小一百万倍，这使得识别每个神经元在控制苍蝇行为中所起的作用成为可能。Shaw和共同通讯作者Stephane Dissel博士——密苏里大学生物科学助理教授，在华盛顿大学博士后研究时开始了这个项目——专注于《24》大脑神经元控制苍蝇是睡着还是醒着。

这些神经元通过被称为神经递质的化学信使接收和响应其他神经元发出的睡眠信号。研究人员调查了影响睡眠行为的经历是否会改变这24个神经元对促进清醒的神经递质多巴胺的反应;谷氨酸促进睡眠;以及减缓抑素A，后者也能促进清醒。调抑素A在进食行为中起着重要作用。作为这项研究的一部分，研究人员表明，它也在调节睡眠中发挥作用。

睡眠能增强记忆力和学习能力，培养创造力。人和苍蝇在经历了充满智力挑战的一天后都睡得更多。作为这项研究的一部分，研究人员表明，生活在拥挤的社会环境中或学习一种新的行为会引发果蝇睡眠神经元的分子变化，使它们对多巴胺不那么敏感，因此更困。

另一方面，当研究人员在果蝇睡觉时定期摇动它们居住的小瓶来警告它们时，果蝇的大脑同时产生调抑素A和谷氨酸。两种相反的睡眠信号的结合使果蝇在疲劳的情况下保持清醒，以应对它们所认为的危险情况。天然失眠症果蝇的睡眠神经元对睡眠神经递质的反应异常，这表明它们的大脑在调节睡眠方面存在先天缺陷。

肖说:“很多人睡不好觉，我们真的不知道原因。”“我们的数据表明，有一个遗传素质大脑中的睡眠中心是如何解释神经信号的。如果这个系统出了问题，你就会得到这些相互矛盾的信号:你很累，但你无法入睡。通过了解这些相互冲突的信号是如何产生的，我们可以开始思考如何为人们设计治疗方法。”

有趣的是，一种干预似乎能持久地改善睡眠质量:限时喂食。果蝇通常整天都在进食，但在这项研究中，研究人员将果蝇的进食时间限制在上午8点到下午5点之间。一周后，果蝇的睡眠神经元对多巴胺更加敏感，在恢复正常进食计划后，这种敏感性持续了几天。研究人员说，果蝇睡得更少了，但它们没有表现出疲劳的迹象，这表明它们的睡眠质量有所改善。

肖说:“限时饮食现在是一个热门话题。这种说法认为，将食物摄入限制在一天的特定时间内有助于你睡得更好，并保持健康的体重。这对人类有效的证据是复杂的。但在苍蝇我们的数据表明，有时间限制的进食可以改善睡眠质量。有可能在限时进食和睡眠调节之间有一个交集，我们可以利用它来帮助人们睡眠更好。”