牛津大学的研究人员现在发现了哺乳动物大脑中睡眠研究的新目标——大脑皮层。该论文今天发表在《自然神经科学》上。
大脑皮层约占大脑体积的 80%，负责许多复杂的现象，包括感知、思维、语言、注意力和记忆。虽然皮层中的活动通常用于睡眠研究来记录睡眠/清醒模式，但牛津大学的最新研究发现，皮层本身的过程实际上可能负责睡眠控制，例如睡多长时间和睡多深睡觉。
该研究监测了实验室老鼠的大脑活动，这些老鼠在解剖学和睡眠机制方面与人类有着基本的大脑相似性。皮层的两个区域——新皮质层 5 和海马体的一部分——的神经元在小鼠的大脑中“沉默”了。当大脑这些区域的神经元失活时，实验室小鼠每天突然保持清醒至少三个小时。从这个角度来看，一只老鼠的平均寿命大约为两年，这意味着它们在其一生中获得了整整三个月的“清醒”时间。就人类而言，这相当于大约 10 年。
尽管小鼠清醒的时间更长，但它们对深度睡眠的需求似乎并未受到影响。通常情况下，当老鼠(和人类)保持清醒的时间比平时更长并且变得更疲倦时，我们会睡得更深以进行补偿。这项对实验室老鼠的研究发现，它们的睡眠时间并没有比平时更深。他们的生物钟似乎完全没有受到白天额外醒着时间的影响。
该研究的主要作者、牛津大学生理学、解剖学和遗传学系的 Lukas Krone 博士说：“我们发现皮层是睡眠调节系统的一部分，这为睡眠医学开辟了新的前景。它可能可以使用已经建立的非侵入性脑刺激技术来改变皮层活动，从而达到治疗目的，例如治疗睡眠障碍。”
生理学、解剖学和遗传学系睡眠、大脑和行为实验室负责人、睡眠与昼夜节律神经科学研究所 (SCNi) 成员、论文的共同通讯作者 Vladyslav Vyazovskiy 教授说：“皮层是高度复杂的结构，在解剖学和功能上都非常复杂，因此很难研究;这就是为什么我们认为它在睡眠控制中的作用以前被忽视了。皮质沉默对睡眠的影响为睡眠控制机制提供了一个新的视角，并具有改变睡眠神经生物学领域的强大潜力。”
生理学、解剖学和遗传学系大脑皮层发育和进化实验室负责人、论文的共同通讯作者 Zoltán Molnár 教授说：“过去几十年，大量的努力和资金用于阐明皮层下结构的作用。在睡眠调节中，大脑皮层不是关注的焦点。当我们第一次对不同的皮质投射神经元进行“沉默”研究时，我预计这种表型来自另一个神经元群，而不是来自第 5 层和海马体。对我来说，这一发现它对小鼠睡眠的影响令人惊讶。”
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