众所周知，睡眠可以支持身体（包括大脑）的正常运作，使其得到休息、恢复和充电。尽管无数的神经科学家和医学研究人员一直在努力更好地理解这一重要的生物过程，但其大部分神经基础仍然未知。

华盛顿州立大学 (WSU) 的研究人员一直在研究星形胶质细胞在睡眠和清醒时的作用，星形胶质细胞是神经胶质细胞的一种亚型，已知可以调节不同的大脑和身体功能。他们在《神经科学杂志》上发表的最新论文表明，基底前脑（即支持睡眠、醒来和体温调节的大脑区域）中星形胶质细胞的激活导致小鼠无限期地保持清醒，而无需任何干预。表现出任何困倦的迹象。

进行这项研究的研究人员之一马科斯·弗兰克 (Marcos Frank) 告诉 Medical Xpress：“我们的研究是对导致我们昏昏欲睡的脑细胞和回路进行更大规模调查的一部分。” “科学家将其称为‘睡眠驱力’，而我们确实没有对睡眠驱力的完整解释。早在 2009 年，我们就发表了第一个证据，证明一类称为神经胶质星形胶质细胞的非神经元细胞影响体内的睡眠驱力。 ......从那时起，我们一直试图了解星形胶质细胞在睡眠和觉醒中的确切作用。”

弗兰克和他的同事最近工作的主要目标是更好地了解基底前脑中的星形胶质细胞如何影响睡眠、觉醒和整体睡眠驱动力。为此，研究人员使用了一系列先进的遗传和化学技术来可逆地改变小鼠基底前脑中星形胶质细胞的激活。

“我们使用‘化学遗传学’技术来表达哺乳动物大脑中通常不表达的小分子受体，”弗兰克解释道。“当被特殊药物激活时，这种受体会激活星形胶质细胞。我们将其与大脑活动和运动活动的标准测量结合起来，它们一起告诉我们动物是醒着还是睡着。”

为了确保他们观察到的效果与星形胶质细胞的化学遗传激活具体相关，研究小组还进行了几项对照实验，在相似的环境下观察相同的小鼠，但星形胶质细胞没有被激活。最终，研究人员观察到，基底前脑星形胶质细胞的激活导致小鼠连续几个小时保持清醒，而没有表现出任何典型的困倦迹象。

弗兰克说：“小鼠似乎在没有任何‘成本’的情况下就醒了，或者换句话说，睡眠驱动力没有增加。” “这对我们来说是出乎意料的，并且具有几个重要的意义。首先，我们的结果挑战了我们对睡眠的需求是由清醒本身产生的这一观念。相反，它可能需要脑细胞亚型之间的一组特定的相互作用。”

总体而言，该研究小组最近收集的研究结果强调了一些神经元神经胶质回路在调节睡眠驱动和觉醒方面的关键作用。未来，它们可能为关于睡眠神经基础的令人兴奋的新发现铺平道路，也有可能创造出让人们长时间保持清醒和清醒的药物。

“想象一个世界（如果这适用于人类）轮班工人不会感到困倦，并且宇航员、飞行员、士兵、医疗保健提供者、急救人员可以在很长一段时间内无需睡眠，”弗兰克补充道。

“我们在这个过程中还处于早期阶段，但如果这种情况发生，它将永远改变人类表现的极限。我们下一步的工作将集中于了解当我们激活基底前脑星形胶质细胞时，事件链中接下来会发生什么。这会发生什么吗？导致周围神经元的变化，这如何解释我们的结果？在健康的大脑中通常是什么控制这个过程，这种星形胶质细胞激活的觉醒与正常的觉醒相同吗？这些都是我们希望在未来的研究中回答的问题。 ”