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    生殖研究 Reproductive study

    Science子刊再強調睡個好覺的重要性:深度睡眠加快大腦清理廢物

    發布日期:2021-01-27    作者:昭遠制藥    

    睡眠是人與動物進化中高度保守的一種狀態,在整個生命過程中發揮著舉足輕重的作用。眾所周知,睡眠不足會損害學習能力、記憶力和免疫功能,并延緩傷口愈合。因此,睡眠避免了生物體的脆弱性增加。然而,關于睡眠如何發揮這些功能研究人員對此依然知之甚少。


    北京時間1月21日,發表在《Science Advances》上的一項新研究中,來自美國西北大學領導的研究團隊通過研究果蠅的大腦活動和行為發現,深度睡眠可以清除大腦中的廢物,而這些廢物就包括可能導致神經退行性疾病的有毒蛋白質。清理廢物也正是睡眠在進化過程中保留的核心功能。

     


    盡管果蠅看起來與人類非常不同,但控制其睡眠-喚醒周期的神經元與我們人類驚人地相似。因此,果蠅早已被選為研究睡眠、晝夜節律和神經退行性疾病的模式生物。


    在這項研究中,研究人員研究了“喙延長”睡眠,這是果蠅的深度睡眠階段,類似我們人類的深度慢波睡眠。喙是果蠅的攝食器官,用于味覺和食物的攝取。


    研究人員發現,在這個階段中,果蠅在沒有味覺刺激的情況下會反復伸長和收縮喙,并且增加了喚醒閾值。

     


    該研究通訊作者、西北大學溫伯格文理學院的神經生物學系主任 Ravi Allada說:“這種泵送運動可能將液體輸送到果蠅的馬爾皮基氏小管(排泄器官)。我們的研究表明,這一行為有助于果蠅清理廢物和恢復損傷。”


    研究人員發現,果蠅的睡眠是在晝夜節律和體內穩態的控制下進行的,在夜晚開始時,果蠅睡眠最多,大概是由于白天時睡眠壓力的增加;然后,在夜間,隨著睡眠壓力的消散,睡眠逐漸減少。

     


    當研究人員誘導果蠅全身損傷后發現,急性內傷并不影響果蠅的總睡眠,但導致喙延長(深度睡眠)增加了5倍。


    為了測試阻止果蠅睡眠是否會影響其廢物清理,研究人員給果蠅注射了非代謝染料。他們發現,果蠅從體內清除非代謝染料的能力下降,更容易受到創傷。這表明睡眠剝奪期間的睡眠不足伴隨著廢物清理功能的喪失。

     


    Allada說:“總的來說,廢物清理對于維持大腦健康或預防神經性疾病至關重要。在清醒和睡覺的時候,廢物清理功能都會發生,但在深度睡眠時該功能會顯著增強。”


    深度睡眠在果蠅體內起到了清理廢物的作用,這說明清理廢物是睡眠在進化中保留的核心功能之一,存在于果蠅和人類共同的祖先中。


    Allada說:“這項研究讓我們更接近于理解睡眠的奧秘。所有動物,尤其是野生動物,在睡眠時都非常脆弱。但越來越多的研究表明,睡眠的好處,包括清除關鍵廢物的功能,已經超過了在睡眠過程中增加的脆弱性。


    論文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/7/4/eabc2999




















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