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冬天起床为什么特别难?大脑神经元“打架”,低温回路把光线靶细胞关闭了

日期:2020-05-26

睡觉

现在离上个冬季现已曩昔快1个季度,但许多人想必还记得空气里那种严寒的感觉,尤其是它在每天清晨和温暖的被窝构成明显的比照,导致冬日里起床总是显得特别困难。

温度影响着简直一切生物的行为,其间,人体的2种神经元——感觉神经元和操控睡觉-觉悟周期神经元间的联络也会受到影响,这或许是人们在冬季里特别难起床的原因。

西北大学神经生物学团队发现了这种行为背面的机制。他们在对黑腹果蝇的试验研讨中,发现了神经元中的一个“温度计”回路,它能够将外界的温度信息从传递到大脑。试验展现了这个回路其间一种运作状况——季节性冰冷和漆黑按捺了果蝇大脑中促进活动和觉悟的神经元,尤其是在清晨。

该校神经生物学副教授Marco Gallio说:“这有助于解说,为什么关于无论是人仍是果蝇,冬季早上醒来都很困难。经过研讨果蝇的行为,咱们能够更好地了解温度对调理睡觉的重要性。”

这项研讨由 Gallio领导,以A Circuit Encoding Absolute Cold Temperature in Drosophila(果蝇体内一种肯定低温编码回路)为题宣布在了5月21日的《今世生物学》杂志上。

这是对果蝇神经体系上“肯定低温”感触器官的首个研讨,这种感触器官只对低于飞翔“舒适区”的温度——也便是约77℉(25℃)作出反响。

在确认了这些神经元之后,研讨人员一向盯梢它们的活动信号至大脑中的方针方位。科学家发现,承受这些信息的大脑神经元其实是操控活动和睡觉节奏的大型神经网络的一部分。当低温将这条回路激活时,另一种由晨光激活的靶细胞就会封闭。

果蝇是研讨生物节律模型体系的杰出目标,包含研讨操控生物24小时歇息和活动周期的机制等。现在许多研讨的重点是外部要素(如光线和温度)改动怎么影响活动和睡觉的节奏,以及这些要素怎么抵达操控特定反响的大脑回路。

坚持对环境温度的灵敏不仅对小型冷血动物果蝇至关重要,即使人类是恒温动物,也需求不断寻求抱负的温度。其间部分原因是,中心温度和大脑温度与睡觉的诱导和保持密切相关,日光和温度的季节性改动也与睡觉的改动有关。

“温度感测是最基本的感觉办法之一,”Gallio说,“咱们在苍蝇大脑中发现的原理——逻辑和安排——对人类来说或许一向都是相同的。无论是苍蝇仍是人类,感觉体系都必须处理相同的问题,因而通常会呈现相同处理问题的办法。”

和是该论文的一起榜首作者。

Gallio试验室博士后Michael H. Alpert说:“睡觉受损的结果是多方面的——疲惫、注意力下降、学习不良和各种健康参数的改动——但是,咱们依然不能彻底了解睡觉是怎么在大脑中发生和调理,以及外部条件的改动是怎么影响睡觉的动力和质量的。”

试验室另一位成员、前博士生Dominic D. Frank说:“研讨大脑活动至关重要。咱们的发现证明了功用研讨关于了解大脑怎么操控行为的重要性。””

总的来说,这项研讨很大程度上依赖于研讨神经元活动和这些神经元对行为的效果的才能。为此,研讨人员开发了新的东西,并结合功用和解剖学研讨、神经遗传和行为监测办法,在野生型和转基因苍蝇中进行了这些试验。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200522154559.htm

[2]https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(20)30552-2.pdf