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幼时睡眠不足的重要影响

2014年04月19日

  小时候,妈妈们总是催着你睡觉,现在,一项刊登在《科学》杂志上的最新研究表明,听妈妈话是没错的。

  日前,来自美国宾夕法尼亚大学 Amita Sehgal 教授领导的研究团队发现,使新生果蝇缺乏睡眠会大大降低它们繁衍后代的能力。这项研究首次在动物模型中,展示了幼年睡眠不足与成年后行为的关联。

  研究人员选择年幼果蝇进行研究,对它们进行睡眠干扰。Sehgal 表示:“与成年果蝇相比,年幼果蝇睡得更多,而且这一现象在动物界并不罕见。例如,人类婴儿、新生大鼠和新生果蝇都睡得很多。”

  论文第一作者 Matthew Kayser 一直致力于解析睡眠缺乏与神经精神类疾病的关系。果蝇很容易进行遗传学操作,是一种经典的动物模型。研究人员希望通过果蝇研究回答两个问题:为何年幼的动物睡得多?以及,改变这一睡眠模式会产生怎样的后果?

  果蝇大脑中的扇形体(dFSB)是促进睡眠的特殊区域,在与该区域有关的神经回路中,年幼果蝇生成的多巴胺非常少,多巴胺是一种促觉醒的神经递质。研究人员通过遗传学改造的果蝇向人们展示,过早活化这些回路,会对 dFSB 产生很强的抑制,减少果蝇的睡眠。

  这一发现回答了第一个问题, Sehgal 解释道:“年幼果蝇生产的多巴胺少,以此保持dFSB的活性和高水平的睡眠。这些动物不仅比成年后睡得多,而且还更难被唤醒。”

  研究人员还发现,增加多巴胺的量会导致年幼果蝇失眠,并影响果蝇成熟后的求偶和交配能力。因此他们推测,失眠可能影响了年幼果蝇求偶回路的发育。

  为了测试这一理论,研究人员针对一组与求偶有关的神经元进行了深入研究。他们发现,在缺乏睡眠的果蝇中,大脑区域VA1v中的求偶相关神经元比正常果蝇小。这说明睡眠缺乏的确可能改变果蝇的求偶行为。

  Sehgal 表示,干扰睡眠会改变果蝇行为,这并不是一个新鲜事。在此之前,人们就曾干涉过果蝇的睡眠模式。但这项新研究揭示了受到失眠影响的特定神经网络。“我们发现的回路在年幼果蝇中活性较低。如果激活这个回路,就会破坏求偶相关回路的发育,并最终影响果蝇的求偶能力。这项研究首次展示了幼年睡眠情况与成年后行为的关联。”

  原文检索:

  Matthew S. Kayser, Zhifeng Yue, and Amita Sehgal . A Critical Period of Sleep for Development of Courtship Circuitry and Behavior in Drosophila. Science, 18 April 2014; DOI:10.1126/science.1250553

关键词:幼时  睡眠不足  影响