斑马鱼研究表明大脑活动强度驱动睡眠需求

根据UCL在斑马鱼中进行的一项新研究，尽管大脑已经醒了多长时间，但白天大脑活动的强度似乎增加了睡眠需求。

这项发表在《神经元》上的研究发现了一种基因，它可以对大脑活动做出反应，从而协调睡眠需求。它有助于阐明大脑如何调节睡眠。

“有两种调节睡眠的系统：昼夜节律和体内平衡系统。我们对昼夜节律系统非常了解-我们内置的24小时制时钟可以对我们的生物节律进行计时，包括睡眠周期，而且我们知道这种节律在大脑中的什么位置主要作者” Jason Rihel博士(UCL细胞与发育生物学)解释说。

“但是，对于长时间或白天不眠之夜导致我们越来越疲倦的体内平衡系统，我们还没有完全了解。我们发现，它似乎不仅受您醒了多久的驱动， ，但是自从上次睡觉以来，您的大脑活动有多剧烈。”

为了了解大脑中哪些过程会驱动稳态睡眠调节-与一天中的时间无关-研究小组研究了斑马鱼幼虫。

斑马鱼通常用于生物医学研究，部分原因是斑马鱼具有近乎透明的身体，有助于成像，此外还具有与人类的相似之处，例如每晚睡觉。

研究人员使用包括咖啡因在内的各种刺激物促进了斑马鱼大脑活动的增加。

那些由药物引起的大脑活动增加的斑马鱼在药物耗尽后睡了更长的时间，这证实了大脑活动的增加导致了更多的睡眠需求。

研究人员发现，斑马鱼大脑的一个特定区域是影响睡眠压力的关键：与下丘脑中发现的人类大脑区域相当的大脑区域，已知在睡眠期间会活跃。在斑马鱼的大脑区域，一种名为甘丙肽的特定大脑信号分子在恢复睡眠期间特别活跃，但在正常的整夜睡眠中却没有发挥重要作用。

为了确认药物诱导的发现与实际的睡眠剥夺有关，研究人员进行了一项测试，使年轻的斑马鱼在“跑步机”上整夜保持清醒状态，在跑步机上，鱼被显示出运动的条纹-通过模仿快速流动的水，给鱼留下了他们需要继续游泳的印象。第二天，保持清醒状态的斑马鱼睡得更多，大脑在恢复睡眠中的甘丙肽活性增加。

这些发现表明，甘丙肽神经元可能正在跟踪大脑的总活动，但是还需要进一步的研究来阐明它们如何检测整个大脑的活动。

研究人员说，他们发现过度的大脑活动会增加睡眠需求，这可能解释了为什么人们在癫痫发作后常常感到精疲力尽。

该研究的第一作者说：“我们的发现还可能揭示某些动物在某些情况下(例如饥饿或交配季节)如何避免睡眠-可能是因为它们的大脑能够最大限度地减少大脑活动以限制睡眠需求。” Sabine Reichert博士(UCL细胞与发育生物学)。

研究人员说，通过发现在稳态睡眠调节中起关键作用的基因，他们的发现可能有助于了解睡眠障碍和损害睡眠的状况，例如阿尔茨海默氏病。

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