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老鼠研究帮助研究人员了解睡眠的作用

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我们都知道睡眠很重要:它帮助我们休息和充电,睡眠不足会导致各种各样的问题,从抑郁、注意力不集中到患慢性疾病的风险增加。最近对老鼠的研究揭示了熄灯的重要性。

通过研究了解睡眠恐惧、记忆和睡眠

在密歇根大学,研究人员一直在研究老鼠,以了解与特定感官事件相关的记忆是如何在大脑中形成和存储的。具体来说,他们正在研究睡眠在将特定视觉刺激转化为恐惧记忆中的作用。他们发现,虽然身体在睡眠时处于休息状态,但大脑却在努力工作,大量神经元保持活跃,将学习到的遭遇与记忆永久地联系起来,本质上是将记忆“纹身”到大脑上。

之前的研究已经表明,在强化学习过程中高度活跃的大脑区域往往在随后的睡眠中也很活跃,但科学家不确定睡眠是否是记忆形成的重要组成部分。为了完全存储记忆,是否需要在睡眠中“重新激活”?它必须是睡眠的特定阶段或一组神经元吗?

密歇根大学分子、细胞和发育生物学系的研究人员开始寻找这些问题的答案。该团队为小鼠创建了一种视觉记忆测试,他们向一组小鼠展示了一张中性图像,然后使用基因标记来识别被图像激活的神经元,将图像与足部电击联系起来。

研究人员发现,在图像/足部电击暴露后允许睡觉的老鼠学会了害怕图像,而睡眠中断的老鼠没有对特定的图像产生恐惧,而是对每一种视觉刺激表现出普遍的恐惧——它们知道自己在害怕,但不确定自己在害怕什么。

该测试表明,睡眠是与视觉刺激相关的恐惧形成的重要组成部分,这可能有助于更好地理解和治疗人类疾病,包括广泛性焦虑和创伤后应激障碍。

睡眠与成瘾

为什么人们会上瘾?没有单一的答案,但研究人员发现睡眠不足可能是一个原因。

根据一项新的老鼠研究,睡眠不足会增加可卡因的奖励特性,导致睡眠不足的受试者寻求它提供的感官奖励。

这种联系与肽促食欲素有关,它会影响动机和上瘾行为。在睡眠不足期间,食欲素活动增加,导致受试者更容易受到奖励的吸引。当食欲素受体被阻断时,寻求奖励的行为就会减少。

这一发现可能会导致一种新的治疗人类药物依赖的方法,即通过控制食欲素系统来减少药物寻求行为。

褪黑素如何促进睡眠

褪黑素补充剂一直被吹捧为促进睡眠的天然方法,但其机制尚不清楚。现在,多亏了蠕虫,科学家们可能找到了答案。

褪黑激素是人体在黑暗中松果体产生的一种激素。人类大脑有两种褪黑素受体,分别称为MT1和MT2,但直到现在,科学家们还不确定褪黑素与受体结合时会发生什么。康涅狄格大学健康医学院的研究人员通过研究确定了这一过程秀丽隐杆线虫蠕虫,它们实际上和人类一样睡觉。

他们发现,当褪黑素与蛔虫大脑中的MT1受体结合时,它会打开一个名为BK通道的钾通道。当BK通道打开时,会限制有助于清醒的神经递质的释放。

研究小组计划接下来在老鼠身上测试这一发现,这最终可能会更好地理解褪黑素是如何起作用的,甚至可以为睡眠障碍和其他与BK通道有关的疾病(包括癫痫和高血压)提供新的治疗方法。

睡眠呼吸暂停和肠道

密苏里大学的研究人员通过改变小鼠的肠道细菌,成功地改变了小鼠的睡眠模式。这种方法可能会对睡眠呼吸暂停症产生影响,全球约有9亿人受到睡眠呼吸暂停症的影响,并可能导致心血管疾病、代谢功能障碍、认知和记忆保留。

睡眠和肠道问题之间有一个令人惊讶的交叉——根据密歇根大学研究的作者,大约三分之一的睡眠障碍患者也有胃肠道疾病,而胃肠道疾病患者中有一半也有睡眠问题。

通过改变小鼠体内的一些肠道细菌,研究人员能够影响它们的睡眠模式和阻塞性睡眠呼吸暂停的症状,从而通过改变饮食来预防阻塞性睡眠呼吸暂停和其他健康问题。

密歇根大学的团队并不是唯一一个研究睡眠和肠道微生物群之间联系的团队。拥有海尔曼、立顿、本杰瑞等数十个品牌的食品巨头联合利华,与澳大利亚生物技术公司Microba生命科学合作,研究肠道和睡眠质量之间的关系。


套用一本儿童读物,每个人都睡觉。确切地了解我们睡觉时发生了什么,以及睡眠不足对身体和大脑的影响,可以为各种疾病提供重要的新治疗方法。

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