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难怪大冬天起床特别困难!真不是因为懒……

来源:学术经纬

立冬已过,你那里降温了吗?随着冬天气温越来越寒冷,早上起床也将变得越来越艰难。如果你也是寒冬起床困难户,不用怪罪自己,来看看神经生物学家最近在大脑中找到的科学解释。

为了研究“睡和醒”如何受到外界温度的影响,科学家们使用了模式生物果蝇作为研究对象。美国西北大学(Northwestern University)的Marco Gallio教授长期致力于研究果蝇是怎么感知温度的。他领衔的研究团队首次发现,果蝇触角有一类神经细胞专门负责报告外界的低温。当环境温度低于果蝇的“舒适区”(25℃)时,这种神经细胞就会持续活跃,向大脑发出“寒冷”信号。而且,气温越低,信号越密集。

识别出这些神经元后,研究人员通过荧光标记、双光子钙成像技术,并结合解剖学、神经遗传学等方法,追踪到了果蝇的大脑内部。他们发现,寒冷信息的主要接收者,是位于睡眠-觉醒周期控制中心的一小组神经元。

果蝇和人类一样受到生物钟的调控,日常的休息和活动以24小时为周期。它们也常在夜间休息,而到了早晨,随着光线逐渐变强,控制睡眠-觉醒周期的神经网络促进清醒,于是它们变得十分活跃。

然而,研究人员发现,当寒冷信号持续传来,脑中接收到信号的那组神经元很快活动性下降,结果由光线促进清醒的神经网络被抑制。于是,当气温降到较低的18℃时,果蝇早上的活动明显减少——看起来它们似乎也睡起了懒觉。

研究人员指出,通过研究果蝇的行为,我们可以更好地了解为什么温度对睡眠调节至关重要。尽管果蝇是一种小型变温动物,与人类的体温调节方式不同,然而对于人类来说,温度与睡眠的维持同样密切相关,日光和温度的季节性变化也与睡眠的变化有关。在果蝇中发现的这一神经调节机制提供了线索,有助于我们理解人类的大脑如何控制行为。

“对温度的感知是生物的一种基础感知方式。我们在果蝇大脑中发现的机制,包括神经环路的组织结构,很可能同样适用于人类。”Gallio教授解释道,“无论是对果蝇还是人类来说,感觉系统都得解决同样的问题,因此往往以相同的方式运作。”

这项研究的第一作者Michael Alpert 博士补充说:“我们还没有充分了解睡眠是如何产生和调节的,也不完全了解外部环境的变化如何影响睡意和睡眠质量,但我们知道睡眠不足会造成很多后果。”

明天,你打算睡到几点起? 

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