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Science解開重要謎題:誰控制著你的夢境

日期:2015-10-26 08:52:51

 哺乳動物的快動眼睡眠REM)是發生夢境的生理階段,許多科學家為此而著迷。然而人們一直沒找到控制REM睡眠的神經元,也不清楚REM睡眠的具體作用。日本筑波大學的Yu HayashiRIKENShigeyoshi Itohara領導研究團隊首次解決了上述問題。他們在本周的Science雜志上發表文章,展示了調控REM睡眠的大腦回路,以及REM睡眠對其它睡眠階段的控制。

 

REM睡眠控制被認為發生在腦橋區域。研究人員發現,腦橋的許多細胞實際上來自于遠處的菱唇(rhombic lip),這種細胞遷移發生在早期胚胎發育中。于是他們希望標記菱唇細胞,追蹤它們遷移到腦橋,并在睡眠過程中將其激活。

 

研究人員選擇了在發育階段表達Atoh1的菱唇細胞。他們通過DREADDDesigner Receptor Exclusively Activated by a Designer Drug)技術建立轉基因小鼠,使小鼠的Atoh1菱唇細胞表達DREADD受體。隨后研究人員用結合DREADD受體的藥物CNO,在小鼠睡眠過程中激活腦橋的Atoh1細胞。研究顯示,激活Atoh1興奮性細胞可以抑制REM睡眠,使非REM睡眠增加。他們還在Atoh1細胞的下游鑒定到了REM抑制性細胞。

 

在鑒定了抑制REM睡眠的細胞之后,研究人員進一步探索了REM階段在整個睡眠過程中的作用。研究人員利用DREADD系統縮短或延長REM睡眠,結果隨后的非REM睡眠發生了相應的改變(慢波幅度變小或變大)。這說明不同睡眠階段之間存在相互作用,非REM睡眠受到REM睡眠的控制。

 

這項研究可以幫助人們理解哺乳動物兩階段睡眠模式的演化。已知大腦在非REM睡眠中儲存清醒時的新經歷,而慢波在這一過程中起到了重要的作用。這項研究表明,REM睡眠對此也作出了貢獻,因為非REM睡眠的慢波生成依賴于REM睡眠。研究人員計劃通過DREADD和其它技術,進一步明確REM睡眠的進化作用,解決更多的睡眠之謎。非REM睡眠的經歷回放與REM睡眠之間的關系,將成為未來的研究熱點。

 


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