睡眠問題已然成為全球性課題。近日，中國科學院深圳先進技術研究院研究員劉暢與美國布蘭迪斯大學教授Leslie C. Griffith合作，利用果蠅這一模式生物，發現了大腦中調節睡眠質量的神經環路，進一步解析調控睡眠的神經機制，為應對睡眠問題提供了新的治療干預靶點及潛在的治療策略。研究成果于10月24日發表于《細胞》子刊《當代生物學》。
在探究睡眠質量奧秘時，研究團隊關注到一類重要的神經遞質——五羥色胺。為找出二者關系，團隊首先在果蠅大腦的五羥色胺神經元中找到表達特殊的基因，然后通過“光”或“熱”刺激這些神經元，受刺激后興奮的神經元會釋放分子信號。這些興奮的五羥色胺神經元導致了睡眠片段化現象。團隊還發現，在果蠅大腦中形似“甜甜圈”的腦區——橢球體中，一類特異的受體接收了這些信號，刺激這些受體神經元也導致果蠅出現睡眠片段化現象。“相較于對照組，特殊神經環路被激活的果蠅在白天睡眠中醒來的次數平均增加了15~20次，夜間醒來的次數平均增加了10~15次。”劉暢介紹。
值得一提的是，這類接收信號、打斷睡眠的受體所在的“甜甜圈”腦區，此前一直被認為負責調控運動和感知，類似果蠅大腦中的“導航儀”。該腦區與睡眠穩態的關系近幾年才被學界關注，而此項研究成果首次揭示了該腦區對睡眠質量的調控機制。
“盡管睡眠質量的神經調控機制是在果蠅大腦中發現的，但經過實驗證實，從行為學和生理學上，本次發現的特異受體與睡眠質量的關系在哺乳動物身上也存在。”劉暢表示，下一步將會繼續關注靶點下游參與調控睡眠質量的分子。