生长激素水平在睡眠期间，尤其是在非快速眼动（non-REM）的深度睡眠阶段升高，这一点早已是科学界的共识。然而，大脑究竟如何精确调控这一过程，其背后的神经机制一直是个未解之谜。

近日，加州大学伯克利分校的研究团队在《细胞》（Cell）杂志上发表了一项突破性研究，首次揭示了在睡眠期间调节生长激素释放的脑回路。这项发现不仅阐明了大脑对生长激素的精确控制，还揭示了一个此前未知的反馈系统，该系统有助于维持生长激素水平的动态平衡。

这一突破性发现为睡眠与激素调节之间的紧密关系提供了全新见解。未来，它有望指导开发针对与糖尿病等代谢疾病相关的睡眠障碍，以及帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病的新型治疗方法。

该研究的第一作者、加州大学伯克利分校神经科学系及海伦·威尔斯神经科学研究所的博士后研究员丁新路（Xinlu Ding）表示：‘人们一直都知道生长激素的释放与睡眠密切相关，但此前主要通过抽血检测睡眠期间的生长激素水平来了解。而我们通过直接记录小鼠的神经活动，观察到了真实发生的过程。我们正在提供一个基础回路，以便未来在此基础上开发不同的治疗方案。’

鉴于生长激素还参与调节葡萄糖和脂肪代谢，长期睡眠质量不佳可能会增加肥胖、糖尿病和心血管疾病的风险。

大脑如何调控睡眠中的生长激素释放

协调生长激素释放的神经细胞深藏于下丘脑，这是一个在哺乳动物中普遍存在的古老脑区。这些神经元包括生长激素释放激素（GHRH）神经元，以及两种不同类型的生长抑素神经元。

一旦生长激素被释放，它会激活蓝斑核（locus coeruleus）中的神经元。蓝斑核是脑干的一个区域，参与警觉性、注意力、思维以及对新经验的反应。蓝斑核功能障碍已被证实与多种神经系统和精神疾病相关。

加州大学伯克利分校博士后研究员、该研究的共同作者丹尼尔·西尔弗曼（Daniel Silverman）指出：‘理解生长激素释放的神经回路最终可能为改善睡眠质量或恢复正常的生长激素平衡指明新的激素疗法方向。目前有一些实验性的基因疗法可以靶向特定的细胞类型。这个回路可能成为一个新颖的“把手”，尝试调控蓝斑核的兴奋性，这在此前从未被提及。’

绘制睡眠-生长激素回路图谱

在加州大学伯克利分校神经科学与分子细胞生物学教授杨丹（Yang Dan）的实验室中，研究团队通过将电极植入小鼠大脑，并用光刺激下丘脑神经元，同时记录神经活动，从而对小鼠的脑回路进行了深入研究。

小鼠在一天中会自然地进行持续数分钟的短时睡眠。这种睡眠模式使得研究人员能够反复观察生长激素活动在多个睡眠和清醒周期中的变化。

利用先进的回路追踪技术，研究团队发现，负责调节生长激素释放的两种肽类激素——GHRH和生长抑素——在不同睡眠阶段表现出不同的行为。GHRH促进生长激素释放，而生长抑素则抑制其释放。

在快速眼动（REM）睡眠期间，GHRH和生长抑素的水平都会升高，导致生长激素释放量增加。然而，在非快速眼动（non-REM）睡眠期间，生长抑素水平下降，而GHRH仅适度升高，从而形成了不同的激素调节模式。

平衡睡眠与清醒的反馈回路

研究人员还识别出一个此前未知的、涉及蓝斑核的反馈机制。

随着生长激素在睡眠期间逐渐积累，它会刺激蓝斑核并促进清醒。然而，如果蓝斑核的活动变得过高，它反而会出乎意料地开始促进睡意，这一发现是西尔弗曼今年早些时候报告的。

西尔弗曼解释道：‘这表明睡眠和生长激素形成了一个紧密平衡的系统：睡眠不足会减少生长激素的释放，而过多的生长激素反过来会促使大脑走向清醒。睡眠驱动生长激素的释放，而生长激素又反馈调节清醒状态，这种平衡对于生长、修复和代谢健康至关重要。’

由于生长激素会影响在白天维持警觉性中发挥核心作用的蓝斑核，因此这个新发现的系统也可能影响注意力和其他认知功能方面。

丁新路表示：‘生长激素不仅有助于构建肌肉和骨骼、减少脂肪组织，还可能带来认知益处，促进您醒来时的整体觉醒水平。’