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狐大医 | 人为什么是晚上睡觉呢?

原标题:狐大医 | 人为什么是晚上睡觉呢?

作者 | 周亦川

来源 | 搜狐健康

人类是一种昼行性动物,大多人都在夜晚休息,白天清醒,相对而言,这取决于外界的光是否充足。根据过去已有的一些知识,我们了解到日间光线的变化会影响到人类的生物钟,这会直接影响到我们的睡眠质量。

光会影响到我们的昼夜节律,但我们对光如何直接影响到睡眠知之甚少。举个例子,有的人睡觉一定要关灯拉窗帘,有时还需要戴上眼罩,仿佛有一点点光就会失眠;有的人却是一定要开一盏灯才能入睡,觉得放心踏实,究竟是什么造成了这种现象呢?

据美国News-medical网站报道,来自于加利福尼亚理工学院生物学教授David Prober通过实验,给出了光与睡眠之间的一种联系:在我们的大脑内存在一种特殊的蛋白质,它对光以及黑暗会产生反应,调节我们身体关于清醒和睡眠的状态。

Prober说,研究人员就以前已经发现了在我们眼中的光感受器,它们可以对光线产生反应,影响到清醒和睡眠。但是更进一步的,我们想知道,大脑是如何使用这种视觉信息来影响睡眠的。

研究组利用斑马鱼作为实验动物研究这种睡眠效应,这是因为它是光学透明的,可以对神经元进行无创的成像;它们的睡眠/清醒的模式也跟人类相同。为了调查它们的睡眠与光线有哪些影响,实验室研究生Wendy Chen做了关于斑马鱼脑内的特定蛋白的研究,这种蛋白被称为prokineticin2(Prok2)。

Chen通过基因设计使Prok2过度表达,也就是让这种蛋白含量非常丰富。她发现,与其他的斑马鱼不同,这种含量蛋白丰富的斑马鱼更容易在日间睡觉,在夜间醒来。惊人的是,这种效果不取决于这些斑马鱼的睡眠周期,而更在于是不是环境里有光的存在。通过这组实验发现,Prok2这种蛋白可以抑制光对生物的清醒作用,以及黑暗带来的镇静作用。

Chen接下来对有突变形式的Prok2蛋白及其相关受体(这种蛋白和原始蛋白效应不同)的斑马鱼进行研究,发现它们对光的反应与原先相反的。比如Prok2蛋白发生突变的斑马鱼,有光亮的时候更有活力,而暗下来的时候会比较安静,这与那些Prok2含量过量的斑马鱼正好形成鲜明的对比。

Prober分析,虽然昼行性动物,比如斑马鱼都在夜间休息、白天醒来,但与很多人一样,它们也会在白天打盹,晚上醒过来。通过我们的研究可以发现,这很可能是由于体内Prok2蛋白扮演着非常关键的角色,它可以调节在昼夜之间的清醒以及睡眠的平衡。

接下来,研究人员想进一步了解Prok2调节光与睡眠影响的机理。 为解决这个问题,他们测试了大脑中已知的会影响睡眠的各种蛋白质,看看它们是否需要Prok2这种蛋白对睡眠行为产生影响。他们发现,过度表达的Prok2在光的存在下会产生镇静作用,这个反应需要甘丙肽,这是一种已知的睡眠促进蛋白。他们还发现Prok2含量增加,会增加了前下丘脑中甘丙肽的水平,这是脑中关键的睡眠促进中心。相对而言,对于缺乏甘丙肽的实验动物,Prok2的过度表达并没有增加睡眠的效应。

此项研究发现了光作用于大脑影响睡眠的一种机理,也为科学家进一步探索基因和神经元之间的关系打下基础。当然,光和暗如何直接对睡眠以及清醒产生影响,以及Prok2的改变是否会对人类产生相同的影响,都需要进一步的研究。如果这项研究能在人体实验实现,那么可以说发现了一种新的能够控制人类睡觉与清醒的药物研究方向。

原文地址:

http://www.news-medical.net/news/20170623/Research-provides-insights-into-how-light-may-interact-with-the-brain-to-affect-sleep.aspx

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