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入睡难还容易醒?拯救人类失眠的密码 藏在果蝇的身体里

2018-11-02 08:46:24 来源: 浙江在线 章咪佳

《2018年中国睡眠指数报告》表明:68%的年轻人都表示“晚上睡不够,白天起不来”。生活在一周七天24小时都可能是工作日的全球化时代,人类正在进入一种大失眠时代。

视觉中国供图

  浙江在线11月2日讯(浙江在线记者 章咪佳)《百年孤独》里那个全村人睡不着觉的马康多村,可能已经散布在今天的全球各地了——

  《2018年中国睡眠指数报告》表明:68%的年轻人都表示“晚上睡不够,白天起不来”。生活在一周七天24小时都可能是工作日的全球化时代,人类正在进入一种大失眠时代。

  但是不用太多悲观和焦虑,人类可能还有办法能够让睡意重新来袭——

  近日,浙江大学基础医学院神经科学中心郭方课题组在神经科学顶级期刊《Neuron》上在线发表研究论文:

  这项研究首次鉴定出果蝇大脑中的几组关键的节律神经元,解释了果蝇如何睡一个安稳觉。而果蝇的睡眠特点和体内的一些最关键基因,和人类具有很大的相似性,因此基于果蝇的这项研究,将对改善人类睡眠有新的启发。

  得过五次诺奖

  的果蝇家族

  郭方的研究是从果蝇开始的。

  他的导师,布兰迪斯大学的Michael Rosbash教授,因发现控制昼夜节律的分子机制,与Jeffrey Hall和Michael Young两位教授共同获得2017年诺贝尔奖生理学/医学奖。他们的研究对象,也是果蝇。

  Rosbash教授获奖后,郭方和课题组的同仁为老板准备了一个蛋糕,奶油顶上趴着一只果蝇,人类写着贺词:这是果蝇的大日子!

  这样的大日子,果蝇见怪不怪了,它们是地球上拿过诺奖最多的家族:至今为止,世界上已经有五个诺贝尔生物医学奖,颁发给了以果蝇为对象的研究。

  对普通人来讲,果蝇也很常见。从烂水果上突然扎堆飞出来的小虫子们,就是果蝇,每一只就芝麻粒大小。

  这些身长不过2毫米的小家伙,是许多科学家的最爱,特别是研究神经科学的——因为相比高等哺乳动物超过2万个与节律相关的神经核团,果蝇大脑中控制节律的神经元数量非常少,只有约75对150个节律神经元组成的神经回路。

  “所以我们能够很快地筛选出每一个节律神经元对果蝇各种行为的影响。”郭方说。

  而且果蝇的一生短而精:25℃时,它们每隔10至12天就能产生一代子孙;果蝇活一个月相当于小鼠过一年;果蝇个子小,一个小试管就能装几十上百只。一个做果蝇的实验室里,通常贮备个几万、几十万果蝇都很正常。

  它是决定你

  何时入睡的指挥官

  记者有位朋友是睡神,电视机还大音量地开着,她也能沉沉睡去。因为每天都保持着优质的睡眠,让她成为朋友圈里公认的元气少女。

  为何有的人能够这样高效地入睡?

  郭方的实验室里,果蝇要接受一系列睡眠测试,帮助人类回答这些疑问。

  郭方发明制作了一个边长20厘米的全封闭盒子,里面有96宫格,每一格都是一只果蝇的“独栋别墅”。而盒子顶上有摄像头,实时记录每一只果蝇的表现。

  此前,诺奖得主Rosbash教授的研究已经证明果蝇和人类一样,体内有生物钟:白天活动,夜里睡觉。就算被放入实验室的“极夜”环境(不见光的全黑环境)中,它们依然能保持自己的“白天活动、夜里休眠”的节奏。

  而在盒子的两侧,有两束波长不同的光源——打开红光,就会激活果蝇脑中的神经元;绿光则会关掉神经元的活性。

  课题组由此发现一组功能相反的神经元:当睡觉时间到来时,DN1神经元就会活跃起来,一边传递睡眠指令,一边去抑制LND神经元,不能让它们兴奋起来,打扰到果蝇的睡眠。

  “这也是为什么睡着的时候,不太会动的原因。”郭方说,因为生物在睡眠时,促进运动的LND神经元被抑制了。

  而DN1神经元的功能是否正常发挥,决定了果蝇何时安然睡觉。

  这一觉

  睡得好不好的秘密

  军旅出身的蒙哥马利元帅曾经在丘吉尔面前吹嘘:“我每天黎明即起,身体百分之百健康。”蒙哥马利活了89岁。

  而维克多·雨果,则是大名鼎鼎的赖床贪睡鬼,他也活了83岁。

  一个人需要睡多长时间?

  2017年,约翰霍普金斯大学的科学家已经鉴定出:果蝇的大脑中央,有一个EB-R2神经元。这个长得像个方向盘的神经元,决定了生物需要睡多久。

  这一阶段的实验,住在96宫格“别墅”里的果蝇,要经历频繁被惊醒的睡眠——每隔30分钟被猛烈撞击一下,惊醒的它们茫然四顾:发生什么事了?然后抓狂暴走,发现没什么事,又再睡回去。

  郭方课题组发现:当DN1被激活的时候,它还有一个小动作,就是往大脑前侧投射神经递质,激活另一种叫做TuBu的神经元。

  TuBu神经元是“方向盘”EB神经元的“上级”,它给EB神经元下指令。

  郭方课题组首次观察到:接到指令后,EB神经元的一簇调节睡眠稳态的神经元EBR2,会发生高频脑电波振荡。这种振荡越频繁,睡眠质量就越高,它们能够帮助生物屏蔽掉有可能打扰睡眠的外界干扰。

  神经衰弱的人,也许就没有这种脑电波,或者说发生频率很低。

  如果可以影响或诱导这种脑电波的发生频率,让人类保持更长时间的高效深度睡眠,那么我们将来可能少睡几个小时,也能维持一整天的充足精力。

  采访那天,有八卦的记者问了郭方一句:“您哪年生的?”之前,我猜郭方是个90后,至少是个85后。

  结果他说他今年36岁了。大家吓一跳。

  “因为我睡得好。”

  是啊,在法国文学家伏尔泰看来,睡眠与希望是同等重要的事情。

责任编辑: 连晓佳

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