美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员通过在小鼠脑部特定神经元中植入光遗传学“开关”,成功实现了对快速眼动睡眠(REM睡眠)的快速诱导。这项研究为理解睡眠机制和开发失眠新疗法提供了重要线索。
研究团队由神经生物学教授丹扬领导,聚焦于脑干延髓区域中的一类神经元——γ-氨基丁酸(GABA)能神经元。这些神经元在动物清醒并进食时最为活跃,能够释放抑制性神经递质GABA。研究人员利用光遗传学技术,将光敏离子通道(Channelrhodopsin)嵌入这些神经元中,并通过植入的光纤施加蓝色激光脉冲,从而实现对神经元活动的精确控制。
实验结果显示,在91%的测试中,激活这些GABA能神经元后,已入睡的小鼠在几秒钟内迅速进入REM睡眠状态。REM睡眠是哺乳动物特有的睡眠阶段,通常与做梦相关,约占睡眠总时长的20%,对记忆巩固和学习等认知功能至关重要。此前,延髓区域被认为仅参与REM睡眠期间的骨骼肌麻痹,而本研究首次证明,这些神经元能够触发REM睡眠的所有特征,包括肌肉麻痹和大脑皮层的兴奋状态。
丹扬教授表示:“我们可能找到了一个关键节点,它在一个相对小的神经元网络内对是否‘入梦’起着决定性作用。”尽管这项基础研究尚未直接转化为临床应用,但睡眠障碍是全球性的健康问题,影响数亿人。现有化学药物常伴有副作用,而这项研究揭示了睡眠调控的神经环路基础,为开发更精准、副作用更小的失眠疗法提供了新思路。
相关论文已发表于《自然》杂志。研究团队强调,未来将进一步探索这些神经元在人类中的同源区域,并评估其作为治疗靶点的潜力。