神经科学家确定了大脑中睡眠-觉醒循环的单一控制中心

直到现在,人们都认为需要多个大脑区域来控制睡眠和清醒。伯尔尼的神经科学家现在已经确定了大脑中睡眠-觉醒循环的单一控制中心。这些发现对于寻找新的睡眠疗法非常重要。

每天晚上我们都要睡上几个小时,每天早上我们醒来,开始我们的生活。大脑回路如何控制这种睡眠-觉醒循环仍然是个谜。我们的睡眠分为两个阶段:非快速眼动睡眠(NREM)和快速眼动睡眠(或矛盾睡眠),在这两个阶段中,我们的大部分梦想都会发生。重要的大脑回路已经通过实验和临床证据得到确认,但是,诸如睡眠和做梦的开始、维持和终止等精确的潜在机制还没有被很好地理解。

当我们睡着的时候,脑电图(EEG)显示我们的大脑会产生被称为“慢波”的有节奏的振荡。这些波对于保持我们的睡眠和在一整天的精神和体力活动后恢复很重要。一般的假设认为,这些慢波产生于大脑皮层,即位于头盖骨表面下方的大脑上部。相反,清醒被认为是由位于大脑下部的“唤醒中心”的活动引起的,包括直接激活新皮质的脑干,这是哺乳动物大脑中涉及到高级大脑功能的部分,如感觉、认知。电机指令的产生。

在一项重要的新研究中,伯尔尼大学生物医学研究部(DBMR)和伯尔尼大学医院插入头神经学部的神经科学家发现,丘脑(大脑的中心中枢)的神经元控制睡眠和清醒。丘脑几乎与所有其他大脑区域相连,支持重要的大脑功能,包括注意力、感觉、认知和意识。

相关的故事大脑地图显示了与意义相关的活动,而不是学习方式。在线脑游戏可以帮助老年人提高认知能力。新的核磁共振成像技术可以捕捉大脑思考的图像,打开和关闭睡眠。

由Antoine Adamantidis教授领导的研究人员发现,这些丘脑神经元中的一小部分对睡眠和清醒有双重控制,通过产生睡眠慢波,也可以根据其电活动从睡眠中醒来。研究小组使用了一种称为光遗传学的技术,利用光脉冲精确控制小鼠丘脑神经元的活动。当它们用有规律的长期刺激激活丘脑神经元时,动物会醒来,但如果它们以缓慢有节奏的方式激活它们,老鼠的睡眠会更深,更安静。

这是第一次发现大脑的某个区域同时具有睡眠和唤醒促进功能。”有趣的是,我们还能够证明抑制丘脑神经元的活动损害了睡眠丧失的恢复,这表明这些神经元在长时间的清醒后对睡眠是必要的”,该研究的主要作者托马斯·根特博士说。这表明丘脑在睡眠和清醒中都是一个关键的角色。这项研究已经发表在《自然神经科学》杂志上。

睡眠医学突破

这项研究的发现在现代世界尤为重要,在这个世界上,活跃的人群比50年前少睡20%,并且患有慢性睡眠障碍。人们经常工作不规律,很少补上睡眠不足。睡眠不足越来越多地与多种精神疾病有关,并削弱免疫系统。”我们相信,在睡眠和清醒的过程中,揭示丘脑神经元的控制机制,将是在日益缺乏睡眠的社会中找到新的睡眠疗法的关键,”Antoine Adamantidis教授说。

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