众所周知，睡眠支持身体（包括大脑）的正常运作，使其得到休息、恢复和充电。尽管无数神经科学家和医学研究人员一直致力于理解这一重要的生物过程，但其神经基础仍大部分未知。

华盛顿州立大学（WSU）的研究人员研究了星形胶质细胞在睡眠和清醒中的作用。星形胶质细胞是神经胶质细胞的一种亚型，已知可调节多种大脑和身体功能。他们在《神经科学杂志》上发表的最新论文表明，基底前脑（支持睡眠、觉醒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保持清醒，且不表现出任何困倦迹象。

研究人员之一马科斯·弗兰克（Marcos Frank）表示：“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。科学家称之为‘睡眠驱力’，而我们尚未完全解释睡眠驱力。2009年，我们首次证明非神经元细胞——神经胶质星形胶质细胞——影响睡眠驱力。此后，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。”

弗兰克及其同事的主要目标是更好地了解基底前脑星形胶质细胞如何影响睡眠、觉醒和整体睡眠驱力。他们使用先进的遗传和化学技术可逆地改变小鼠基底前脑中星形胶质细胞的激活。

弗兰克解释说：“我们使用‘化学遗传学’技术表达哺乳动物大脑中通常不表达的小分子受体。当被特殊药物激活时，该受体激活星形胶质细胞。我们结合大脑活动和运动活动的标准测量，判断动物是醒着还是睡着。”

为确保效果与星形胶质细胞的化学遗传激活相关，研究小组进行了对照实验，在相似环境下观察相同小鼠，但未激活星形胶质细胞。最终，他们观察到基底前脑星形胶质细胞的激活使小鼠连续数小时保持清醒，且无典型困倦迹象。

弗兰克说：“小鼠似乎在没有任何‘成本’的情况下醒来，即睡眠驱力未增加。这出乎意料，具有重要含义。首先，我们的结果挑战了睡眠需求由清醒本身产生的观念。相反，它可能需要脑细胞亚型之间的特定相互作用。”

总体而言，该研究强调了一些神经元-神经胶质回路在调节睡眠驱力和觉醒中的关键作用。未来，它们可能为睡眠神经基础的新发现铺平道路，甚至可能开发出让人长时间保持清醒的药物。

弗兰克补充道：“想象一个世界（如果适用于人类），轮班工人不会感到困倦，宇航员、飞行员、士兵、医疗保健提供者、急救人员可在长时间内无需睡眠。我们仍处于早期阶段，但如果实现，将永远改变人类表现的极限。下一步工作将集中于了解激活基底前脑星形胶质细胞后事件链中接下来发生什么，以及这如何解释我们的结果。”