是什麼原因,讓你從夢中醒來呢?
對許多人來說,睡覺是件再自然不過的事。在疲憊的夜晚,躺床上,兩眼一閉,通常很快就進入夢鄉了。但在生物學家眼裡,睡覺這事兒卻是疑竇重重。其中最讓人好奇的,也許就在於做夢這個環節。
當我們在睡夢中展開瑰麗或者恐怖的夢境,感覺自己在夢中放開手腳奔跑或跳躍時,我們的身體肌肉其實正在沉睡,放鬆得彷彿全身麻痹。在這個階段,最活躍的只有我們的腦子和眼睛。人腦的活動與清醒時相似,而我們的眼睛會發生快速轉動——以此為特徵,這種常生出夢境的睡眠階段被稱為「快速動眼(REM,rapid eye movement)睡眠」。當然了,即便在REM期間,我們的眼珠子動得也還是比清醒時要慢。
REM睡眠期的眼球活動。圖片來源:gifsoup.com
REM睡眠可並不只是讓人做夢。儘管目前還沒有確切的結論,但已有證據表明它能夠鞏固記憶、刺激神經系統發育。長期缺乏REM睡眠,則可能引起激素分泌紊亂,甚至會導致死亡。
而當眼球安定下來,不再快速移動時,我們的睡眠平穩過渡到「非快速動眼(NREM)睡眠」階段。覺得眼睛一會兒動得飛快一會兒又恢復平靜的,有點詭異?但這正是你每天晚上都會經歷的狀態。在整晚的睡眠中,NREM與REM交替出現。這是我們哺乳動物和鳥類特有的睡眠模式。
雖然許多動物都具有睡眠行為,但只有鳥類和哺乳類具有REM睡眠和慢波睡眠。在這種特殊的睡眠模式中,是什麼決定了兩種睡眠階段的相互交替?圖片來源: Yu Hayashi
那麼,是什麼決定了這兩個階段的切換?
此前的研究提示,這套切換機制可能藏在一個叫腦橋被蓋區(pontine tegmentum )的腦區。而近日,日本理化學研究所的絲原重美(Shigeyoshi Itohara)團隊成功在這個區域發現了能夠將小鼠「踢出」快速動眼睡眠的神經元。論文[1]發表在最新一期《科學》雜誌上。
研究者將目光鎖定在了一種會表達Atoh1基因的神經元上,認為這種神經元可能具有影響REM睡眠的作用。為了更好地研究它,他們在這類神經元上裝了個「開關」,通過添加適當的藥物,他們能夠向控制電燈一樣精確地激活或抑制這些神經元。
他們發現,當「開關」打開的時候,這類特別的神經元受到激活,小鼠REM睡眠的時間減少了;反之,抑制這些神經元時,REM睡眠時間則相應延長。沿著這條線索向下追蹤,研究者又利用這些「開關」在中腦深核區找到了有類似功能的神經元。儘管還不清楚它們具體的工作機制,但現在我們終於知道,到底是腦子的哪一部分在負責把我們踢出美好的夢境了。
在找到了這些神經元後,研究人員嘗試改變小鼠的睡眠周期。令人驚訝的是,他們分別人為縮短和延長了小鼠的REM睡眠時間,NREM睡眠也隨之縮短和延長了。這提示NREM睡眠可能受到REM睡眠的調控。這也是人們首次發現睡眠周期中不同時相之間的具體關係。這些一個接一個的「第一次」,也許能在未來的某一時刻,幫助人類享受一個更為香甜的懶覺。
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