徐敏／李毓龍團隊揭示如何調控“困意”

　　現代社會里，生活節奏快、工作壓力大，很多年輕人為了留出屬于自己的一兩個小時，常常“不舍得”睡覺。然而，睡眠不足會造成很多糟糕的后果，最直接的感受就是犯困。難以抵擋的困意讓人上課睡著，開會睡著，甚至開車時都會睡著……

　　今日，頂尖學術期刊《科學》在線發表了一篇關于睡眠的最新研究。來自中科院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）的徐敏研究組與北京大學李毓龍研究組，合作揭示了“困意”究竟是如何在腦中產生的。

　　科學家們在小鼠的大腦中找出了調控困意的神經元，減少這些神經元后，小鼠每天需要的睡眠時間大大減少——相當于人類每天可以少睡1.5小時，而且還不會犯困！

　　研究人員指出，睡眠行為的核心特征是“睡眠穩態調控”：隨著清醒時間延長，困意逐漸增加，最終導致睡眠；而睡眠是困意被逐漸清除的過程。

　　根據多年來的研究，目前普遍認為，困意與一種叫“腺苷”的分子不斷積累有關。腺苷是細胞能量分子三磷酸腺苷（ATP）的“副產物”。大體來說，清醒越久，ATP不斷消耗，細胞外的腺苷分子越多，它們與相應的受體相結合，抑制了神經活動，于是人就越來越困。

　　不過，大腦究竟是怎么調控腺苷分子的釋放和積累的？過去限于技術手段，人們了解得很少。

　　在這項研究中，李毓龍教授開發了一種新型的遺傳編碼的腺苷探針，觀察探針熒光強度的變化就可以知道胞外腺苷濃度的變化。據介紹，傳統檢測方法每10分鐘才能測一下腺苷濃度，而新方法可以看到0.1秒之內發生的快速變化。

　　借助這種技術手段，研究人員針對小鼠的基底前腦區（basal forebrain，簡稱BF區）——大腦中調控睡眠/覺醒的關鍵部位，觀察了胞外腺苷濃度的變化。

　　觀察到的這些現象提示，神經元活動與腺苷濃度變化密切相關。

　　因此，徐敏研究員領銜的團隊進一步利用鈣成像和光遺傳學等技術，在基底前腦區找到了負責調控腺苷釋放的兩類神經元：乙酰膽堿能神經元和谷氨酸能神經元。并且首次發現，谷氨酸能神經元的活動是引起胞外腺苷積累的主要原因。

　　那么，如果讓這些谷氨酸能神經元不起作用，減少腺苷的積累，可以減少困意嗎？為了檢驗這種猜測，研究人員設法損毀了小鼠基底前腦區的谷氨酸能神經元。他們發現，小鼠清醒的時間顯著增加。相比對照組，這些小鼠全天可以少睡20%的時間，整個晚上（對它們來說相當于人類的白天）幾乎完全不犯困。

　　綜合這些結果，研究人員指出，在長時間清醒而積累困意的過程中，大腦基底前腦區的谷氨酸能神經元，扮演了重要的角色。這些神經元既維持和促進了覺醒，又通過刺激腺苷釋放導致了困意增加。

　　盡管在目前，研究人員僅僅采用了有創傷性的干預方式來調控睡眠，但這組神經元提供了一個潛在靶點，未來或許可以用于治療睡眠相關問題。

　　也許在不遠的將來，科學家們基于這個發現，能開發出一種新的藥物或簡便的干預方式，讓我們能夠更靈活地調節自己的睡眠時間，并避免犯困造成的危險。這對于想要多出一些時間的人來說，肯定是一個福音。