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光敏脑细胞如何让我们保持清醒

健康 89xy 2个月前 (11-23) 20次浏览

美国科学家发现了一组脑细胞,它们控制着光线是否能引起我们的注意。他们建议细胞依靠神经递质来告诉他们是否应该对光做出反应。你可以在10月26日的《神经科学杂志》上读到他们的研究。

明亮的光线唤醒我们,让我们更容易保持清醒。事实上,除了唤醒我们,非常明亮的光线也被认为是一种抗抑郁剂。另一方面,黑暗让我们感到困倦:这是人们睡觉时戴口罩的原因之一,以帮助他们入睡,如果灯亮着就不会被吵醒。

现在,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员已经发现了一组当有光时会唤醒我们的神经元。

所讨论的光敏细胞在下丘脑中发现,下丘脑是大脑底部负责睡眠以及控制自主神经系统、体温、饥饿、口渴和疲劳等其他事情的区域。

资深作者杰罗姆·西格尔(Jerome Siegel)是加州大学洛杉矶分校塞梅尔神经科学和人类行为研究所(Semel Institute for Neuroscience and Human行为学)的精神病学教授,他和他的同事们发现,这些细胞释放一种神经递质,这种神经递质似乎在保持我们清醒的过程中起着关键作用。

没有低视素的小鼠不能在阳光下保持清醒,而有低视素的小鼠的光敏脑细胞在阳光下活跃,但在小鼠清醒时在黑暗中不活跃。

该小组早些时候发现,嗜睡症(一种导致白天过度嗜睡和频繁睡眠发作的睡眠障碍,以及与帕金森氏病相关的嗜睡)都是由低视素缺失引起的,但尚不清楚这种神经递质是否也在正常的日常功能中发挥作用。

西格尔也是加利福尼亚州观澜湖塞普尔维达退伍军人事务医疗中心神经生物学研究的负责人,也是加州大学洛杉矶分校大脑研究所的成员,他告诉媒体:

“目前的发现解释了以前在人类身上的研究,该研究发现,与其他同样嗜睡的人不同,嗜睡症患者缺乏对光的激发反应,并且与其他慢性病患者相比,嗜睡症患者和帕金森氏病患者都更容易抑郁。”

虽然以前的研究探索了低视素在啮齿动物中的表现,但没有人同时观察亮暗阶段(老鼠通常在亮时睡觉,在暗时活跃)。此外,这些研究只让啮齿动物做一项任务。

在这项研究中,西格尔和他的同事比较了两组小鼠:一组小鼠的低视素基因被“敲除”(KO小鼠),另一组小鼠没有,它们是正常的或野生型(WT)小鼠。

然后,他们观察两组人在亮暗阶段的情况,同时执行一系列任务。

令他们惊讶的是,他们发现基因敲除(KO)小鼠只在光照阶段有获得积极回报的问题:它们的学习能力受损。

研究人员说,WT小鼠光敏神经元中的低视素确保了他们能够最大限度地在光阶段为积极的回报而工作,这与他们的KO同事不同。

但是当天黑时,KO小鼠的学习速度与它们的WT小鼠相同。这是因为低视素只对光有反应,所以高视素小鼠并不处于劣势。

西格尔说,他们的发现表明,用低视素增强光敏神经元,例如通过给予它,可以增加光诱导的唤醒反应。相反,通过给予受体阻断剂来阻断低视素对细胞的作用,可以诱导睡眠。

“服用低视素也可能具有抗抑郁的特性,阻断它可能会增加患抑郁症的倾向。所以我们认为这项工作对治疗睡眠障碍和抑郁症有意义,”他补充说。

由凯瑟琳·帕多克博士撰写


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