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眾所周知，睡眠有助于包括大腦在內(nèi)的身體正常運轉(zhuǎn)，使其得以休息與恢復(fù)。盡管無數(shù)的神經(jīng)科學(xué)家和醫(yī)學(xué)研究人員一直在努力更好地了解這一重要的生物過程，但其神經(jīng)基礎(chǔ)的大部分內(nèi)容仍然未知。

華盛頓州立大學(xué)（WSU）的研究人員一直在研究星形膠質(zhì)細(xì)胞在睡眠和覺醒中的作用，星形膠質(zhì)細(xì)胞是膠質(zhì)細(xì)胞的一種亞型，已知能調(diào)節(jié)大腦和身體的不同功能。他們最近在《神經(jīng)科學(xué)雜志》（Journal of Neuroscience）上發(fā)表的論文顯示，激活基底前腦（即支持調(diào)節(jié)睡眠、覺醒和體溫的大腦區(qū)域）中的星形膠質(zhì)細(xì)胞會使小鼠無限期地保持清醒，而不會表現(xiàn)出任何嗜睡的跡象。

"我們的研究是對使我們困倦的腦細(xì)胞和腦回路進(jìn)行的更廣泛調(diào)查的一部分，"研究人員之一馬科斯-弗蘭克（Marcos Frank）告訴《醫(yī)學(xué)快報》（Medical Xpress）。"科學(xué)家們將其稱為"睡眠驅(qū)動力"，而我們對睡眠驅(qū)動力還沒有一個完整的解釋。早在 2009 年，我們就發(fā)表了第一份證據(jù)，證明一類名為神經(jīng)膠質(zhì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的非神經(jīng)元細(xì)胞會影響體內(nèi)的睡眠驅(qū)動力。從那時起，我們就一直試圖了解星形膠質(zhì)細(xì)胞在睡眠和覺醒中的確切作用"。

弗蘭克和他的同事們最近工作的主要目的是更好地了解基底前腦中的星形膠質(zhì)細(xì)胞如何影響睡眠、蘇醒和整體睡眠驅(qū)動力。為此，研究人員使用了一系列先進(jìn)的遺傳和化學(xué)技術(shù)，以可逆的方式改變小鼠基底前腦中星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化。

弗蘭克解釋說："我們使用了一種"化學(xué)遺傳"技術(shù)來表達(dá)哺乳動物大腦中通常不表達(dá)的小分子受體。當(dāng)被一種特殊藥物激活時，這種受體會激活星形膠質(zhì)細(xì)胞。我們將這種方法與大腦活動和運動活動的標(biāo)準(zhǔn)測量方法結(jié)合起來，這些方法共同告訴我們動物是醒著還是睡著了。"

為了確保他們觀察到的效果與化療基因激活星形膠質(zhì)細(xì)胞具體相關(guān)，研究小組還進(jìn)行了幾次對照實驗，在類似的情況下觀察相同的小鼠，但它們的星形膠質(zhì)細(xì)胞沒有被激活。最終，研究人員觀察到，基底前腦星形膠質(zhì)細(xì)胞被激活后，小鼠連續(xù)數(shù)小時保持清醒，沒有表現(xiàn)出任何典型的嗜睡跡象。

弗蘭克說："小鼠似乎是在沒有任何"代價"的情況下保持清醒的，換句話說，就是沒有增加睡眠動力。這出乎我們的意料，并具有若干重要意義。首先，我們的研究結(jié)果對我們的睡眠需求是由清醒本身產(chǎn)生的這一觀點提出了質(zhì)疑。相反，它可能需要亞型腦細(xì)胞之間進(jìn)行一系列特定的相互作用。"

這個研究小組最近收集的研究結(jié)果凸顯了一些神經(jīng)元-神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞回路在調(diào)節(jié)睡眠驅(qū)動力和覺醒方面的關(guān)鍵作用。未來，這些發(fā)現(xiàn)可能會為有關(guān)睡眠神經(jīng)基礎(chǔ)的激動人心的新發(fā)現(xiàn)鋪平道路，也有可能使人們能夠創(chuàng)造出讓人長時間保持清醒和清醒的藥物。

弗蘭克補充說："想象一下，在這個世界上（如果將其應(yīng)用到人類身上），輪班工作的人不會犯困，宇航員、飛行員、士兵、醫(yī)療保健提供者、急救人員可以長時間不睡覺。雖然我們還處于起步階段，但如果真的實現(xiàn)了這一目標(biāo)，將永遠(yuǎn)改變?nèi)祟惖臉O限。我們下一步的工作重點是了解當(dāng)我們激活基底前腦星形膠質(zhì)細(xì)胞時，在一系列事件中接下來會發(fā)生什么。這會導(dǎo)致周圍神經(jīng)元發(fā)生變化嗎？在健康的大腦中，通常是什么控制著這一過程，這種星形膠質(zhì)細(xì)胞激活的覺醒與正常的覺醒是否相同？這些都是我們希望在今后的研究中回答的問題。"

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