毀三觀……溫度高容易犯困？Nature表示恰恰相反！

睡眠好不好，溫度很重要（圖片來源：Pixabay）

本文轉載自「學術經緯」。

生物鐘是生物學中的一個重大發現。幾代科學家的努力發現，晝夜交替帶來的光線和溫度變化，會通過生物鐘影響到生物的生理、行為、乃至代謝。2017年的諾貝爾生理學或醫學獎，也是對這些發現最好的認可。

「諾貝爾獎得主以及其他實驗室幾十年來的工作，很好地解釋了光會如何調控生物鐘，但溫度調控生物鐘的細節還不是很清楚。」該研究的共同第一作者，美國密西根大學（University of Michigan）分子、細胞與發育生物學系的Swathi Yadlapalli博士說道。

該研究的通訊作者Orie T. Shafer教授（左二）與共同第一作者Swathi Yadlapalli博士（左三）（圖片來源：Shafer教授實驗室）

為了了解生物鐘如何獲取溫度信息，研究人員們與密西根大學機械工程系的學者們展開合作，並在共同第一作者Chang Jiang博士的協助下，開發了一款即能光學成像，又能調控溫度的系統。隨後，他們在模式生物果蠅中開展研究，想要了解在高溫或低溫的刺激下，果蠅控制生物鐘的神經網路里會出現怎樣的變化。

研究發現，當溫度較低時，果蠅腦中的DN1ps神經元（posterior dorsal neurons 1）會被激活，而這一現象會被較高的溫度所抑制。有趣的是，這是一類能「醞釀睡意」的神經元。換句話說，當這些神經元感受到低溫時，就會讓生物產生困意，昏昏欲睡。

這些神經元在低溫下變得活躍（圖片來源：《自然》）

可這些神經元又是怎樣去感知溫度的呢？為了回答這個問題，研究人員們進一步對果蠅的大腦進行了分析。先前的一些研究表明，果蠅的觸毛（aristae）中含有感受溫度的受體。研究人員因此移除了果蠅的觸毛，想了解溫度是否還會影響到DN1ps神經元的激活。果不其然，移除了觸毛的果蠅，DN1ps隨低溫的激活受到了嚴重影響。而單獨取出的果蠅大腦在低溫下，也不會引起DN1ps神經元的激活。這些結果表明，雖然位於大腦之中，這些DN1ps神經元的正常工作，卻需要依靠外周感受溫度的受體。

「看起來，生物鐘神經元能從外部的溫度受體里獲得溫度的信息，用來指導果蠅何時入睡。這套機制從根本上看，和人類是一樣的，」該研究的通訊作者、密西根大學的Orie T. Shafer教授說道：「當溫度下降時，這些促進睡眠的神經元會被激活，讓睡眠活動的周期與外部氣溫的周期同步化。這也能解釋哺乳動物為何在體溫下降時開始睡眠。」

如果人類經證實，的確有著一致的生物學機制，那麼當我們晚上失眠時，或許調低空調溫度，會是一個不錯的催眠方式。

參考資料：

[1] Circadian clock neurons constantly monitor environmental temperature to set sleep timing

[2] Getting sleepy? Fruit flies constantly tune into environmental temperature to time sleep

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