Science子刊再強調睡個好覺的重要性:深度睡眠加快大腦清理廢物_風聞
中国生物技术网-中国生物技术网官方账号-2021-01-21 15:11
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睡眠是人與動物進化中高度保守的一種狀態,在整個生命過程中發揮着舉足輕重的作用。眾所周知,睡眠不足會損害學習能力、記憶力和免疫功能,並延緩傷口癒合。因此,睡眠避免了生物體的脆弱性增加。然而,關於睡眠如何發揮這些功能研究人員對此依然知之甚少。
北京時間1月21日,發表在**《Science Advances》上的一項新研究中,來自美國西北大學****領導的研究團隊通過研究果蠅的大腦活動和行為發現,深度睡眠可以清除大腦中的廢物,而這些廢物就包括可能導致神經退行性疾病的有毒蛋白質。清理廢物也正是睡眠在進化過程中保留的核心功能。**
儘管果蠅看起來與人類非常不同,但控制其睡眠-喚醒週期的神經元與我們人類驚人地相似。因此,果蠅早已被選為研究睡眠、晝夜節律和神經退行性疾病的模式生物。
在這項研究中,研究人員研究了“喙延長”睡眠,這****是果蠅的深度睡眠階段,類似我們人類的深度慢波睡眠。喙是果蠅的攝食器官,用於味覺和食物的攝取。
研究人員發現,在這個階段中,果蠅在沒有味覺刺激的情況下會反覆伸長和收縮喙,並且增加了喚醒閾值。
該研究通訊作者、西北大學温伯格文理學院的神經生物學系主任Ravi Allada説:“這種泵送運動可能將液體輸送到果蠅的馬爾皮基氏小管(排泄器官)。我們的研究表明,這一行為有助於果蠅清理廢物和恢復損傷。”
研究人員發現,果蠅的睡眠是在晝夜節律和體內穩態的控制下進行的,在夜晚開始時,果蠅睡眠最多,大概是由於白天時睡眠壓力的增加;然後,在夜間,隨着睡眠壓力的消散,睡眠逐漸減少。
當研究人員誘導果蠅全身損傷後發現,急性內傷並不影響果蠅的總睡眠,但導致喙延長(深度睡眠)增加了5倍。
為了測試阻止果蠅睡眠是否會影響其廢物清理,研究人員給果蠅注射了非代謝染料。他們發現,果蠅從體內清除非代謝染料的能力下降,更容易受到創傷。這表明睡眠剝奪期間的睡眠不足伴隨着廢物清理功能的喪失。
Allada説:“總的來説,廢物清理對於維持大腦健康或預防神經性疾病至關重要。在清醒和睡覺的時候,廢物清理功能都會發生,但在深度睡眠時該功能會顯著增強。”
深度睡眠在果蠅體內起到了清理廢物的作用,這説明清理廢物是睡眠在進化中保留的核心功能之一,存在於果蠅和人類共同的祖先中。
Allada説:“這項研究讓我們更接近於理解睡眠的奧秘。所有動物,尤其是野生動物,在睡眠時都非常脆弱。但越來越多的研究表明,睡眠的好處,包括清除關鍵廢物的功能,已經超過了在睡眠過程中增加的脆弱性。
論文鏈接:
https://advances.sciencemag.org/content/7/4/eabc2999