🌙 重磅揭晓|Science :小鼠大脑“饥渴式”睡眠开关在哪里?

360影视 日韩动漫 2025-06-22 02:24 4

摘要:想象一下,你熬夜一整晚做报告,第二天清醒一点没剩——但只要入睡,就能一觉睡到天亮,还呼呼比平时更沉。科学上把这种清醒累积导致的“强恢复性睡眠”(recovery Sleep,RS)称为睡眠稳态(sleep homeostasis)。它是生物自带的报废—修复机制

想象一下,你熬夜一整晚做报告,第二天清醒一点没剩——但只要入睡,就能一觉睡到天亮,还呼呼比平时更沉。科学上把这种清醒累积导致的“强恢复性睡眠”(recovery Sleep,RS)称为睡眠稳态(sleep homeostasis)。它是生物自带的报废—修复机制,关键在于“睡得远不够,RS就得加码”。不过,这个“加码按钮”在哪?长期以来一直没人看见。

在 2025 年 6 月 19 日发表于 Science 的突破性新论文《Sleep need–dependent plasticity of a thalamic circuit promotes homeostatic recovery sleep》中,约翰霍普金斯团队宣布,他们在小鼠身上找到了这颗睡眠按钮:中脑—丘脑核 reuniens(RE)神经元群

RE(nucleus reuniens,缝核连区) 是位于丘脑中线的一个神经核团,与大脑多个区域相连;通过电路筛查(circuit screen),研究者发现当小鼠经历睡眠剥夺(sleep deprivation, SD)后,这群 RE 神经元显著激活;结论明确:这群神经元的激活,是触发“累积睡眠债务”变成“不行了,必须恢复睡眠”的信号!

科学家们不满足于观察,他们还用光遗传(optogenetics)聪明操控:

激活 RE 神经元:被激活后,小鼠先出现“禅式仪式”——梳理毛发、整理窝巢等入睡前行为,随后进入漫长、深沉、类似 RS 的睡眠;抑制 RE 活动:睡前被剥夺后若同时抑制 RE 功能,小鼠恢复性睡眠量显著减少、质量下降;这说明,只要 RE 不“上线”,睡眠债压着,RS 也刷不起来——它是把睡眠需求转交给执行体系的触发戳!

深入追查后,科学家还发现:

RE 是信号上游:它通过神经通路投射到 zona incerta(无色带区)——已知的“促进睡眠”中枢;睡眠剥夺改变连接强度:SD 会增强 RE→无色带区的联结,让这个“睡眠线路”变得更强韧;换句话说,越累累神经,就越为下一次恢复睡眠“预置网络”,让“必睡模式”更容易啥响。电路筛查 + 光遗传精控
团队使用电路筛查及干预方式,发现一个核心神经元群能够激活并执行睡眠功能,是一次科学史的精妙连接。行为学 + 神经塑性完美衔接
结合梳理行为、睡眠时长检测、突触可塑性分析,揭示从需求生成到行为实施的过程链条。功能明确、通路清晰
RE 发出信号 → Zona incerta 接收 → RS 加码,这个顺序贯穿剥夺-恢复的全过程。首次找到“失眠开关”
之前没人搞懂为什么会累得睡不够,但 RE 出现后,一切核心过程都有了解释机制。应用领域潜在收获失眠治疗找到 RE 就是找到“入睡按钮”,刺激它或增强线路,有望成为新型催眠干预靶点改善睡眠质量睡眠监测 + 电刺激/光刺激 RE 区,可能改善深睡时长与睡眠结构神经塑性调控利用电路可塑性机制,对患有睡眠-认知障碍的患者,通过网络干预恢复正常睡眠节律

再比如有研究者猜测,涉足 RE 调控或有助于睡眠相关疾病(如慢性失眠、抑郁性失眠、多动-睡眠问题组合等),可以通过调节 RE 功能进行治疗。

跨种差异:小鼠大脑比人类小得多,RE 区在人体多少不一,光遗传方式也难直接应用于人;介入风险:增强 RE 通路可能干扰正常警觉、认知功能,网络拓展需谨慎;电路间交叉作用:RE 与情绪、记忆有联系,刺激它会不会影响焦虑或学习得更快?还有待研究;刺激方式安全:非侵入式刺激更靠谱,但技术成熟度、靶区精确性都还要突破。

接下来科学家可能这么干:

非侵入式脑刺激:如 TMS(经颅磁刺激)定点刺激 RE 区,看是否改善失眠患者的深睡时长;仿生智能设备:睡眠追踪器 + 精准刺激模块:当用户 REM 比例低、深睡不足时自动激活 RE;心理-电路联合干预:结合行为认知疗法 + 精准脑刺激,双线并进治疗慢性失眠;脑网络建模研究:进一步揭秘 RE 的网络结构和交互关系,为未来精准介入提供地图。

这项研究首次在小鼠里找到 “让你熬不下去就必须睡”的脑电路——RE 群和它与 Zona incerta 的可塑性联结,让我们看到了睡眠需求的真正开关。从实验室走出,未来如何利用“精确睡眠激活”技术治疗失眠、辅助认知提升,是下一个值得重点关注的前沿方向。

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Science, 2025 年 6 月 19 日发表:“Sleep need‑dependent plasticity of a thalamic circuit promotes homeostatic recovery sleep”

来源:自在桐风

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