生物行移动版

美国华盛顿州立大学（Washington State University, WSU）的研究人员发现了控制大脑从清醒到睡眠状态转换的关键机制。该研究论文于2010年9月9日发表在《应用生理学杂志》（Journal of Applied Physiology）上。

活跃的脑细胞释放三磷酸腺苷（ATP）——细胞能量的基本单位，ATP与细胞表面的特定受体结合，触发细胞因子的释放。这些细胞因子是参与睡眠调控的小分子信号蛋白，从而启动睡眠的分子事件。研究人员通过图表展示了ATP与睡眠调控因子之间的关系，并跟踪记录了大脑活动，揭示了从清醒状态切换到睡眠状态的方式。例如，学习和记忆活动依赖于大脑细胞间联结的改变，而这些改变的信号分子正是ATP。研究还表明，当动物处于活跃清醒状态时，诱导睡眠的调控因子已经在大脑中逐渐积聚。

文章第一作者、WSU神经科学家James Krueger指出，众所周知大脑活动与睡眠相关，但人们此前并不清楚二者是如何关联的。这项研究揭晓了大脑控制清醒和睡眠的机制，也强化了他和同事提出的一个观点：睡眠是大脑中零碎区域在睡觉的局部现象，这取决于这些区域曾经被使用的情况。

Krueger认为，发现睡眠、大脑细胞活动和ATP之间的联结关系为未来的治疗提供了新的靶点。例如，可以设计与ATP受体结合进行相互作用的药物，用作新型安眠药；大脑成像研究中使用的ATP相关血流监测技术可用于检测清醒和睡眠的联结状态；研究人员还发明了新的策略，可将特殊的脑细胞电路定位于专门任务，使一个人在做另一件事情时，允许其大脑使用过的区域进行休息，从而减缓疲劳。此外，这一发现也为中风受害者更好地利用未被损伤的大脑区域扫清了障碍。体外培养脑细胞将作为研究大脑细胞睡眠样和清醒样网络振荡的模型，从而加快大脑科学研究的步伐。