人的一生，大約有三分之一的時(shí)間是在睡眠中度過(guò)的。睡眠一旦紊亂可能會(huì)影響身心健康，導(dǎo)致大腦認(rèn)知能力受損、免疫力降低等。那么，睡眠到底是如何被調(diào)節(jié)的？熬夜之后又為啥會(huì)睡得更“香”？我國(guó)科學(xué)家近期的一項(xiàng)研究給出了答案。

中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、上海腦科學(xué)與類腦研究中心徐敏研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心李毓龍研究團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元，對(duì)于睡眠壓力的積累起著重要的調(diào)控作用。

這一研究已于近日在線發(fā)表于國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。該研究進(jìn)一步揭示了睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，為探索睡眠障礙的治療方法提供了重要參考。

經(jīng)典的睡眠調(diào)控模型認(rèn)為，睡眠的調(diào)節(jié)分為兩個(gè)方面，晝夜節(jié)律和睡眠穩(wěn)態(tài)。

這其中，晝夜節(jié)律通過(guò)內(nèi)在的生物鐘，控制睡眠與覺(jué)醒兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，控制一天中睡眠覺(jué)醒的時(shí)間。

睡眠穩(wěn)態(tài)，則主要由睡眠壓力進(jìn)行調(diào)控，控制機(jī)體獲得一定的睡眠量。據(jù)中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員徐敏介紹，睡眠行為最核心的特征，就是睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控。

“我們之所以會(huì)覺(jué)得很困，就是因?yàn)殡S著清醒時(shí)間的延長(zhǎng)，睡眠壓力逐漸增加；在睡眠過(guò)程中，這種壓力則被逐漸清除。睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)會(huì)在睡眠受到干擾時(shí)發(fā)揮作用，比如，熬夜之后睡得更‘香’，并且時(shí)間更長(zhǎng)?！毙烀粽f(shuō)。

以往，主流理論認(rèn)為，“腺苷”參與到睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程中，其在清醒狀態(tài)下的積累，導(dǎo)致了“困意”的產(chǎn)生。相應(yīng)地，喝咖啡之所以能提神，就在于咖啡的主要成分咖啡因，可以阻斷腺苷與其受體的結(jié)合，達(dá)到促進(jìn)清醒的效果。

徐敏告訴記者，基底前腦被認(rèn)為是腺苷參與睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的重要腦區(qū)，以往研究表明，該區(qū)域的局部神經(jīng)環(huán)路，參與到對(duì)睡眠覺(jué)醒的調(diào)控中。

那么，神經(jīng)元活動(dòng)如何調(diào)控腺苷釋放？這個(gè)問(wèn)題科學(xué)家還不清楚，限制了人們對(duì)睡眠覺(jué)醒調(diào)控機(jī)制的深入解析。這也是科研團(tuán)隊(duì)此項(xiàng)研究重點(diǎn)聚焦的問(wèn)題。

據(jù)北京大學(xué)研究員李毓龍介紹，為了在睡眠覺(jué)醒周期中，實(shí)現(xiàn)對(duì)基底前腦區(qū)胞外腺苷濃度高時(shí)空分辨率的檢測(cè)，他領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)用了3年多時(shí)間，開(kāi)發(fā)了一種新型的遺傳編碼的腺苷探針。

有了“利器”腺苷探針，研究人員通過(guò)對(duì)小鼠試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，谷氨酸能神經(jīng)元的活動(dòng)，參與調(diào)控胞外腺苷的積累過(guò)程。

具體來(lái)看，基底前腦區(qū)谷氨酸能神經(jīng)元的活動(dòng)，在促進(jìn)機(jī)體清醒的同時(shí)，可以通過(guò)刺激腺苷的釋放，而引起睡眠壓力的增加，導(dǎo)致覺(jué)醒到睡眠的轉(zhuǎn)換。相應(yīng)地，特異損毀這些神經(jīng)元，可以顯著降低腺苷的積累，導(dǎo)致小鼠清醒時(shí)間的大幅度增長(zhǎng)。

“這些結(jié)果表明，基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元，是調(diào)控睡眠壓力的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，有可能成為治療睡眠障礙的一個(gè)潛在靶點(diǎn)?！毙烀粽f(shuō)。

據(jù)他介紹，睡眠調(diào)控的研究主要可以分成兩個(gè)“學(xué)派”：一個(gè)是從神經(jīng)環(huán)路角度入手研究不同腦區(qū)對(duì)睡眠覺(jué)醒的調(diào)控；另一個(gè)是從基因分子等入手研究睡眠穩(wěn)態(tài)的調(diào)控。在過(guò)去幾十年，這兩個(gè)方向都取得了很大的進(jìn)步。但是，這兩個(gè)方向的研究又基本上是相互獨(dú)立的。

這一次研究，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)把這兩個(gè)方向有機(jī)結(jié)合了起來(lái)。讓研究者意外的是，他們還發(fā)現(xiàn)：維持和促進(jìn)動(dòng)物覺(jué)醒的神經(jīng)元，和導(dǎo)致睡眠壓力增加的神經(jīng)元可能是同一群神經(jīng)元。

當(dāng)然，徐敏同時(shí)表示，此項(xiàng)研究也存在一定的局限性，研究是以小鼠為動(dòng)物模型，人和小鼠之間存在物種差異。另外，雖然基底前腦區(qū)的這群神經(jīng)元，可以作為臨床治療睡眠障礙的潛在靶點(diǎn)，但研究人員現(xiàn)在并沒(méi)有對(duì)這群神經(jīng)元進(jìn)行無(wú)創(chuàng)特異調(diào)控的工具。

“睡眠調(diào)控的神經(jīng)機(jī)制非常復(fù)雜，未來(lái)，我們計(jì)劃在目前研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定上述調(diào)控機(jī)制的普適性?！毙烀粽f(shuō)，這將有助于最終揭開(kāi)“我們?yōu)槭裁葱枰摺边@一睡眠領(lǐng)域終極問(wèn)題的答案。(記者 邱晨輝)