通宵熬夜的人可能会熟悉那种“疲惫不堪”的感觉。虽然身体已经疲惫不堪，但大脑却感到无比幸福，几乎有些头晕。西北大学的神经生物学家表示，他们可能是第一个发现产生这种醉酒效应的人。在他们的研究中，研究人员诱导小鼠轻度、急性睡眠剥夺(SD)，然后检查它们的行为和大脑活动。研究小组发现，在急性睡眠不足期间，不仅多巴胺(DA)释放增加，突触可塑性也增强——实际上是重新连接大脑，以在接下来的几天里保持活泼的情绪。

这些新发现可以帮助研究人员更好地了解情绪状态如何自然转变。它还可以使人们更全面地了解速效抗抑郁药(如氯胺酮)的作用原理，并帮助研究人员确定新抗抑郁药物以前未知的靶点。

神经可塑性专家、神经生物学副教授、西北大学温伯格艺术与科学学院的IrvingM.Klotz教授叶夫根尼亚·科佐罗维茨基(YevgeniaKozorovitskiy)博士说：“慢性睡眠不足已得到充分研究，其有害影响也被广泛记录。”，他是该团队在Neuron上发表的论文的通讯作者。“但短暂的睡眠不足——就像学生在考试前熬夜一样——却不太为人所知。我们发现睡眠不足会产生有效的抗抑郁作用并重塑大脑。这是一个重要的提醒，提醒我们我们的休闲活动，例如不眠之夜，可以在短短几个小时内从根本上改变大脑。”

Kozorivitskiy与第一作者、西北大学博士后研究员MingzhengWu博士及其同事在一篇题为“睡眠不足后介导情感状态转变的多巴胺通路”的论文中描述了他们的发现。总之，他们写道：“利用行为、基因靶向和投射特异性化学遗传学操作，我们剖析了多巴胺(DA)神经元不同亚群在状态转换中的功能，其特征是多个行为领域的活动增强和抑郁样行为减少”。

作者写道，以严重情绪障碍为特征的情感障碍是一种精神疾病，可以显着降低生活质量并增加死亡率。“主要的情感障碍状态是抑郁症，其特征是悲伤和对活动失去兴趣，以及躁狂症，其特征是情绪高涨和过度活动，损害认知功能。”科学家们早就知道，睡眠中的严重干扰与精神状态和行为的改变有关。例如，患者睡眠和昼夜节律的改变可能引发躁狂症，但也可以逆转抑郁发作。研究小组指出：“睡眠和昼夜节律的改变是情感障碍的常见特征。”“睡眠剥夺(SD)和时间生物学治疗可以逆转抑郁发作，这表明睡眠不足会导致整体情感状态的转变。”

吴进一步解释说：“有趣的是，急性睡眠不足后情绪状态的变化感觉如此真实，即使是在健康受试者中，正如我自己和许多其他人所经历的那样。但大脑中导致这些影响的确切机制仍然知之甚少。”

为了探索这些机制，Kozorovitskiy和团队开发了一种新方法，用于诱导小鼠急性睡眠丧失，这些小鼠没有与人类情绪障碍相关的遗传或药理学倾向。实验设置需要足够温和，以避免给动物造成巨大压力，但又要足够不舒服，以防止动物入睡。他们表示：“在这里，我们创建了一种自动化SD的混合方法，以评估行为状态转换的多巴胺能相关性，其特征是跨多个行为领域的变化。”“这种相对温和而剧烈的睡眠扰动提供了一种理解和控制情感状态不稳定性的工具。”

研究人员发现，与经历了典型夜间睡眠的对照动物相比，经过一个不眠之夜后，这些动物的行为变得更具攻击性、过度活跃和性欲亢进。研究小组还指出，“……急性SD引发了向过度活跃状态的转变，但使类似抑郁的状态正常化，这就提出了一个问题：这两个方向的状态转变是否取决于相同或不同的神经机制。”

多巴胺能系统的变化广泛涉及情感障碍和睡眠调节。在他们的研究中，研究人员使用光学和基因编码工具测量了多巴胺神经元的活动，多巴胺神经元负责大脑的奖赏反应。他们发现，在短暂的睡眠不足期间，动物的活动量更高。“我们很好奇大脑的哪些特定区域导致了行为变化，”科佐罗维茨基说。“我们想知道它是否是影响整个大脑的大型广播信号，或者是否是更专门的信号。”

为了进一步研究这一点，Kozorovitskiy和团队检查了大脑中负责多巴胺释放的四个区域：内侧前额叶皮层(mPFC)、伏隔核(NAc)、下丘脑区(HA)和背侧纹状体(dStr)。在监测急性睡眠不足后这些区域的多巴胺释放情况后，研究人员发现这四个区域中的三个，即前额皮质、伏核和下丘脑，都受到影响。

为了进一步完善他们的结果，研究小组随后系统地抑制了多巴胺反应。“我们使用DA神经元的投射特异性化学遗传学抑制来剖析急性睡眠不足引起的情感状态转变中行为变化的多巴胺能调节。”他们发现，只有当内侧前额叶皮层的多巴胺反应被抑制时，抗抑郁作用才会消失。相比之下，伏隔核和下丘脑似乎与多动行为密切相关，但与抗抑郁作用的相关性较小。他们评论道：“总而言之，这些发现表明，分布式DA投射的多个亚组广泛控制着向躁狂样状态的转变，而针对mPFC的DA神经元更具体地介导从抑郁样状态的转变。”

科佐罗维茨基进一步解释说：“除非我们使前额皮质保持沉默，否则抗抑郁作用会持续存在。这意味着在寻找治疗靶点时，前额皮质是一个临床相关区域。但这也强化了该领域最近建立的一个想法：多巴胺神经元在大脑中发挥着非常重要但又截然不同的作用。他们不仅仅是简单地预测奖励的单一群体。”

虽然大多数行为(例如多动和性欲增加)在急性睡眠不足后的几个小时内消失，但抗抑郁作用持续了几天。这表明前额皮质的突触可塑性可能会增强。

当科佐罗维茨基和她的团队检查单个神经元时，他们发现了这一点。前额皮质中的神经元形成了称为树突棘的微小突起，这是一种高度可塑性的特征，会随着大脑活动而变化。我们的结果表明，SD后24小时，mPFC深层锥体神经元顶树突上的树突棘密度显着增加。”

当研究人员使用基因编码工具分解突触时，它逆转了抗抑郁作用。他们说，研究结果“……表明急性SD以DA依赖性方式增强mPFC的结构突触可塑性，类似于最近描述的几种快速起效抗抑郁药的可塑性驱动效应，”他们写道。

虽然研究人员并不完全理解为什么睡眠不足会对大脑造成这种影响，但科佐罗维茨基怀疑进化在起作用。“很明显，严重的睡眠剥夺会以某种方式激活有机体，”科佐罗维茨基说。“你可以想象在存在捕食者或某种危险的某些情况下，你需要相对较高的功能与延迟睡眠的能力相结合。我认为这可能是我们在这里看到的。如果你经常失眠，那么随之而来的各种慢性影响都将是有害的。但以一种短暂的方式，你可以想象在一段时间内保持高度警惕是有益的。”

科佐罗维茨基还警告人们不要为了提振忧郁的情绪而通宵达旦。“抗抑郁作用是短暂的，我们知道良好睡眠的重要性，”她说。“我想说你最好去健身房或者去散步。当为一个人匹配合适的抗抑郁药物时，这种新知识更为重要。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：