快速眼動(dòng) (REM) 睡眠會(huì)帶來(lái)短暫但周期性的覺(jué)醒。1966 年，F(xiàn)rederick Snyder 博士報(bào)告說(shuō) REM 的“哨兵”功能可以幫助動(dòng)物準(zhǔn)備好對(duì)抗?jié)撛诓妒痴吖舻膽?zhàn)斗或逃跑反應(yīng)。然而，迄今為止，還沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持這一假設(shè)。
現(xiàn)在，由中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究所(SIAT)的王立平博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組報(bào)告了一個(gè)調(diào)節(jié)先天恐懼和快速眼動(dòng)睡眠的共同回路，這證明了這一假設(shè)。
該研究于 1 月 21 日發(fā)表在《神經(jīng)元》雜志上。
在實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)物睡在一個(gè)密封的房間里，并暴露在三甲基噻唑啉 (TMT) 氣味中，這種刺激表明存在捕食者。
“TMT 觸發(fā)了快速眼動(dòng)睡眠的快速喚醒，而不是非快速眼動(dòng)睡眠。這表明快速眼動(dòng)睡眠具有特定的特性，可以快速喚醒以響應(yīng)掠食性刺激，”王博士說(shuō)。
由于 REM 睡眠的喚醒閾值通常高于非快速眼動(dòng)(NREM) 睡眠，因此研究小組旨在揭示這種 REM 特定功能背后的神經(jīng)機(jī)制。他們檢查了內(nèi)側(cè)丘腦底核 (mSTN)，這是一個(gè)包含高密度促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素 (CRH) 神經(jīng)元的大腦區(qū)域。
通過(guò)結(jié)合體內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)記錄和細(xì)胞類(lèi)型特定操作，他們發(fā)現(xiàn) mSTN-CRH 神經(jīng)元在 REM 睡眠期間產(chǎn)生降低的喚醒閾值以檢測(cè)捕食者威脅，以及在覺(jué)醒后增加防御反應(yīng)。
結(jié)果還表明，持續(xù)的捕食者暴露導(dǎo)致總 REM 睡眠時(shí)間顯著增加，但個(gè)體 REM 睡眠發(fā)作和睡眠結(jié)構(gòu)碎片化的持續(xù)時(shí)間更短。這種 REM 睡眠適應(yīng)慢性威脅暴露需要 mSTN-CRH 神經(jīng)元。
這是一個(gè)例子，說(shuō)明進(jìn)化如何導(dǎo)致同一組神經(jīng)元的兩個(gè)不同但相關(guān)的功能，而不是兩個(gè)完全獨(dú)立的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。“我們可能假設(shè)自然選擇有利于優(yōu)化現(xiàn)有的神經(jīng)回路，以提高信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和能量使用的效率，而不是代謝更昂貴的解決方案，”王博士說(shuō)。
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