科學家揭示調控和促進覺醒的神經(jīng)機制

為什么人會從睡夢中被餓醒？原來是鈣視網(wǎng)膜蛋白陽性神經(jīng)元搗的鬼。華中科技大學武漢光電國家研究中心教授李浩洪團隊揭示了促進覺醒和調控饑餓誘發(fā)覺醒狀態(tài)中的神經(jīng)機制。該研究在線發(fā)表于《當代生物學》。

饑餓能夠引起睡眠覺醒狀態(tài)的改變，這一過程可能與能量平衡穩(wěn)態(tài)、攝食行為、覺醒系統(tǒng)、情緒調節(jié)、獎賞系統(tǒng)等多個功能系統(tǒng)密切相關。丘腦室旁核（PVT）是重要的丘腦核團，參與了睡眠覺醒、攝食和獎賞等日常行為的調節(jié)。

論文第一作者、華中科技大學博士化瑞芳表示，以往電生理研究發(fā)現(xiàn)PVT神經(jīng)元電活動存在晝夜差異。PVT與視交叉上核的雙向聯(lián)系也提示其在生物節(jié)律調節(jié)中的作用。由此可推測PVT腦區(qū)可能在協(xié)調睡眠和攝食行為中起著重要的整合作用。

為闡明PVT腦區(qū)在上述行為調節(jié)中的具體神經(jīng)機制，該團隊采用在體多通道和多導睡眠記錄技術，結合光遺傳學，在小鼠身上實施測驗。通過觀察PVT腦區(qū)神經(jīng)元在饑餓狀態(tài)下電活動變化，科學家發(fā)現(xiàn)饑餓能夠提高小鼠覺醒水平，并激活PVT腦區(qū)中鈣視網(wǎng)膜蛋白陽性神經(jīng)元CR＋，并且能夠驅動其下游關聯(lián)腦區(qū)抑制小鼠睡眠。

該研究首次揭示了PVT中存在一類重要的神經(jīng)元可對饑餓產(chǎn)生響應，同時在協(xié)調睡眠和覓食沖突中發(fā)揮關鍵作用。

該團隊未來計劃在該腦區(qū)開展與代謝疾病相關的機制研究。通過與臨床相結合，對該腦區(qū)在機體能量代謝中發(fā)揮的重要作用進行深入探討。