摘要：人们会注意到轻微且有节律的振动有时候能够导致困意，增加睡眠时间。比如在轻微颠簸路面行驶汽车里的乘客，以及怀抱着的婴儿，一些平缓的摇晃似乎能显著缩短他们的入睡时间。但是大家还不知道这些轻微振动与睡眠的关联机制，比如通过哪些机械感觉神经或感觉器官，如何影响到睡眠调
人们会注意到轻微且有节律的振动有时候能够导致困意，增加睡眠时间。比如在轻微颠簸路面行驶汽车里的乘客，以及怀抱着的婴儿，一些平缓的摇晃似乎能显著缩短他们的入睡时间。但是大家还不知道这些轻微振动与睡眠的关联机制，比如通过哪些机械感觉神经或感觉器官，如何影响到睡眠调控的神经中枢等。
此外，振动能否作为一种无创、便捷的物理刺激方式，应用于睡眠障碍的治疗，也是一个未知且值得探究的问题。 近日，Advanced Science发表了来自上海交通大学Bio-X研究院平勇和复旦大学肖晓研究团队的一项合作研究工作。研究人员发现不同的机械振动刺激模式对动物睡眠影响存在着显著差异，比如振30s、停30s（30s/1min）模式能最显著地促进果蝇睡眠，而1min/2min则是促进小鼠NREM睡眠的最优模式。进而，这种间歇性振动刺激诱导睡眠被证明为有效睡眠，并被定义为iVIS。
通过Gal4/UAS二元系统筛选实验，研究人员发现果蝇脑中表达神经肽Allatostatin A（AstA）神经元参与调控短期iVIS（0-6小时），并通过CaLexA神经示踪技术GFP标记和电生理记录等实验方法重点揭示了AstA神经元下游的dFB神经元、Tdc2神经元组成的睡眠调控神经环路介导了短期iVIS。 考虑到适应机制（Habituation）可能参与介导iVIS过程，该研究提示了机体行为反应适应过程可能有短期和长期两个阶段，其调控机制上相对独立。最后，为了回答间歇性振动能否用于改善有睡眠障碍的果蝇和小鼠模型的问题，研究人员利用相应的有睡眠障碍的阿尔茨海默病（AD）动物模型。研究发现间歇振动能够有效增加AD动物的睡眠时间，改善果蝇和小鼠睡眠质量相关指标（包括促进睡眠维持、减少觉醒次数和入睡时间等）。
令人兴奋的是，通过长期多天的间歇振动实验，研究人员发现间歇振动仍然可连续显著增加睡眠时间，并且缓解了AD病理关键特征，包括脑淀粉样蛋白的积累以及认知障碍等，表明合适的间歇性振动或iVIS具有一定的应用潜力。 该工作第一作者是来自上海交通大学的研究生牟杨和张妍，共同通讯作者来自上海交通大学平勇和复旦大学肖晓。
人们常常会发现，轻微且有规律的振动似乎能带来困意并延长睡眠时间。比如，在略显颠簸的汽车上，乘客往往能更快地进入梦乡；同样，被轻轻摇晃的婴儿也更容易入睡。然而，这种轻微振动与睡眠之间的具体联系，如它是通过怎样的机械感觉神经或器官来影响睡眠调控中枢的，至今仍是未知数。此外，振动是否可以作为一种非侵入性、便捷的方法来治疗睡眠障碍，也是一个值得深入探讨的问题。
近日，上海交通大学Bio-X研究院的平勇教授和复旦大学的肖晓教授团队合作，在《Advanced Science》上发表了一项研究。他们发现，不同的机械振动模式对动物睡眠的影响存在显著差异。例如，对于果蝇而言，30秒振动后停30秒的模式最能促进其睡眠；而对于小鼠，1分钟振动后停2分钟的模式则是最佳选择。这种间歇性振动刺激被证实能有效诱导睡眠，并被命名为iVIS。
通过一系列实验，研究人员揭示了果蝇脑中表达神经肽Allatostatin A（AstA）的神经元在调控短期iVIS（0-6小时）中的作用，并进一步阐明了AstA神经元下游的dFB神经元和Tdc2神经元组成的睡眠调控神经环路。
此外，研究还考虑了适应机制在iVIS过程中的作用，提出机体行为反应的适应过程可能分为短期和长期两个阶段，且其调控机制相对独立。
为了探究间歇性振动是否可用于改善睡眠障碍，研究人员利用患有阿尔茨海默病（AD）的果蝇和小鼠模型进行了实验。结果显示，间歇振动不仅能有效增加AD动物的睡眠时间，还能改善其睡眠质量相关指标，如促进睡眠维持、减少觉醒次数和缩短入睡时间等。
更令人振奋的是，经过长期多天的间歇振动实验，研究人员发现这种振动方式仍能持续显著地增加睡眠时间，并缓解AD病理的关键特征，如脑淀粉样蛋白的积累和认知障碍等。这表明，合适的间歇性振动或iVIS具有潜在的应用价值。
该研究的主要作者是上海交通大学的研究生牟杨和张妍，共同通讯作者为上海交通大学的平勇教授和复旦大学的肖晓教授。
原始论文：
[1] Intermittent Vibration Induces Sleep via an Allatostatin A-GABA Signaling Pathway and Provides Broad Benefits in Alzheimer's Disease Models. Advanced Science (2024）. DOI：10.1002/advs.202411768
来源：脑健康部落