自然-神经科学:大脑中一个特殊睡眠回路被发现 脑干GABA深睡

顾汉现

作者：Jun Lu

来源：《自然—神经科学》

发布时间：2014/9/23 17:54:52

大脑中一个特殊“睡眠回路”被发现



失眠的人们在不久后或许就能彻底摆脱辗转之苦了，大脑中一个特殊“睡眠回路”的发现，或许有助于彻底根治人们的睡眠障碍。

美国哈佛医学院和纽约州立大学布法罗分校医学与生物医学院的研究人员近日共同发现了位于脑干深处的一个促进睡眠回路，揭示了我们进入深度睡眠的部分原理。该研究成果发表在8月份的《自然—神经科学》网络版上。

研究发现，大脑约一半睡眠促进活动来源于脑干中的侧颜区(PZ)，而脑干是大脑中的原始部分，负责控制人体的基本生存功能，如呼吸、血压、心率和体温等。论文的共同作者、布法罗分校医学与生物医学院药理学与毒物学教授助理卡罗琳·E·巴斯表示，睡眠中枢与其他对生命至关重要部位紧密联系在一起，正凸显出了睡眠这一行为的必要性及其在脑部进化过程中的重要性。

据医学快讯网站14-9月17日（北京时间）报道，研究人员发现侧颜区有一种特殊神经元，专门产生神经递质γ-氨基丁酸(GABA)用以促进深度睡眠。他们针对性地开发出一套能够远程操控这些神经元的新工具，用来操控神经元的开闭，以便进行研究。

“新的分子生物学方法使人们能够在前所未有的水平上精确控制大脑的功能。”哈佛医学院博士后研究员克里斯泰勒·安瑟莱特说，“在开发这套工具之前，我们通常使用电刺激的方法来激活目标区域，但这通常会同时影响到周边并不需要刺激区域，对研究产生影响。”

“为了实现实验所需的精度要求，我们引入了一种病毒用来担纲‘设计师’，专门针对GABA受体进行基因重新编辑，使其成为可控的GABA开关，同时严格注意避免对其他脑部功能的影响。”论文主要作者、哈佛大学助理教授帕特里克·傅勒解释说，“当我们打开侧颜区神经元的GABA开关后，受试动物在没有服用任何镇静剂和安眠药的状态下能很快进入睡眠状态。”

接下来研究人员还要进一步了解这些神经元与大脑中其他区域协调促进睡眠的运作机理，探索大脑从睡眠中被唤醒的原理。未来这些研究的成功将会帮助人们解决睡眠障碍，治疗失眠，还可能借此开发出更高效、更安全的镇静剂和麻醉剂。

“现在人们正处在神经系统科学迎来变革的关键点。”巴斯表示：“基因工具使人们具有了前所未有的大脑控制能力，能够窥探到先前遥不可及的大脑功能领域。或许将来的某一天人们能够真正探明‘睡眠’这一长久以来的谜团。”

图 通过基因设计，研究人员可以“打开”具体的脑干神经元，使大脑陷入深度睡眠。（刘燕庐）

http://www.nature.com/neuro/journal/v17/n9/full/nn.3789.html



最下图Go译：
当体内的GABA能神经元PZ有力地激活，并迅速引起SWS和皮质SWA。GABA能PZ神经元的激活也导致突触GABA（红色箭头）的上BFMC突出的PB神经元（绿色箭头）的释放。此外，激活的谷氨酸能神经元的PB导致突触谷氨酸（蓝色箭头）上外皮伸出的BF神经元释放。最终结果是显着减少在上行通常由PB和BFMC到皮层提供活化的影响。这反映在皮层脑电图作为在快速频率是皮层激活/失步状态和觉醒状态和慢波和是皮质同步和SWS的特性δ波的出现的特性的降低。BFMC：大细胞基底前脑