【Inscopix应用】Neuron:调节睡眠的神经元被发现了！未来“按需睡眠”

人一生当中要花费1/3的时间用于睡眠，婴儿时期睡得多，老年阶段睡得少。

同样，动物也需要睡眠，然而由于环境压力，很多动物不得不演化出非常富有智慧的睡眠方式：比如有些动物会睁着一只眼睛睡觉，另外还有动物可以交替控制左右大脑睡觉，无论何时总是保持有一半的大脑是清醒状态。

加州大学伯克利分校神经生物学的DanYang教授在《Neuron》上发表了对睡眠的最新研究进展的论文“A Hypothalamic Switch for REM and Non-REM Sleep”。

人类缺少睡眠的时候，会引发各种各样的健康问题。短期的睡眠缺乏会导致焦虑和抑郁，而长期缺乏睡眠则会导致肥胖和其他疾病。长期以来，我们认为睡眠是一种被动的持续的无意识行为，这种共识一直持续到六十年前科学家才意识到之前的观点是完全错误的。

       睡眠是由非快速眼动睡眠（NREM）和快速眼动睡眠（REM）两部分组成，而两种睡眠的切换是由大脑内部的系统精确控制。当大脑中的对应部位受到损伤，人便不能够控制并在两种睡眠之间切换。所以科研人员们目前正集中精力试图攻克“控制睡眠”这个难题，进而帮助人们能够“按需睡眠”。

       快速眼动睡眠（REM）和非快动眼（NREM）睡眠由特定的神经环路控制。研究人员发现在下丘脑背内侧（DMH）表达甘丙肽的GABA能神经元由不同的亚群组成，它们对REM和NREM睡眠具有相反的影响。通过使用Inscopix自由活动超微显微钙成像技术显示DMH GABA能神经元有不同的睡眠觉醒活动，但Galanin表达亚群可分为两类，在REM睡眠中选择性激活(REM-ON)或抑制(REM-OFF)。

逆行标记的视前区(POA)投射的甘氨酸能神经元是REM-OFF，而中缝苍白核(RPA)投射的神经元主要是REM-ON。

双向光遗传操作显示，POA投射神经元促进NREM睡眠，抑制REM睡眠，而RPA投射神经元则相反。

因此，REM/NREM转换是由DMH Galanine能神经元拮抗地调节的，这些神经元胞体混合，但轴突投射不同。

丹阳教授相信，在不久的将来，通过对睡眠环境的控制，我们可以最终达到“按需睡眠”的状态。

参考文献：

Kai-Siang Chen, Min Xu, Yang Dan, et al. A Hypothalamic Switch for REM and Non-REM Sleep. Neuron. 2018

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