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如何睡觉:梦想的能力可能在基因中

2019-09-18 07:29:02 来源:工人日报

  

近几十年来,我们对睡眠的理解有了显着的改善,但仍然有很多东西仍然是个谜。

我们知道在哺乳动物和鸟类中,它分为两种交替模式:REM(快速眼动)和非REM睡眠。 科学家们认为,REM阶段 - 大脑在觉醒时的活动过程中 - 在维持大脑功能和身体健康方面起着重要作用。 这也是大多数梦想发生的时期 - 至少在人类中。

到目前为止,REM的生物学基础仍然知之甚少,但现在,发表在杂志上的一项研究表明,一对关键基因如何调节动物体验的REM和非REM睡眠量。

由日本RIKEN生物系统动力学研究中心的Hiroki Ueda领导的研究小组发现,基因工程缺乏两种特定基因的小鼠很大程度上没有经历REM睡眠。

“声音睡眠对人类生活质量至关重要,而睡眠中的一些损伤可能会导致各种不良后果,”上田告诉新闻周刊 “然而,它的分子机制在很大程度上仍有待揭示阻碍睡眠相关疾病治疗方法的发展,”他说。 “我们试图找出在睡眠中涉及的大脑区域特别有效的基因。”

先前的研究表明,神经递质 - 身体的化学信使通过大脑和神经系统传递信号 - 称为乙酰胆碱及其受体,对于REM睡眠的调节非常重要。

在REM睡眠和清醒期间,在哺乳动物大脑的某些区域释放大量乙酰胆碱。 但科学家们无法确定哪些受体 - 神经递质可以与之结合的蛋白质,使细胞之间的通讯 - 直接参与调节REM睡眠。

在他们的研究中,科学家们在小鼠体内敲除了几种不同的基因,这些基因一个接一个地负责各种乙酰胆碱受体的发育。 他们发现,在某些大脑区域中常见的两种受体(称为Chrm1和Chrm3)的丢失对小鼠的睡眠有显着影响。

当Chrm1被敲除时,小鼠中REM睡眠的量减少并且片段化。 另一方面,当Chrm3被敲除时,非REM睡眠的长度减少。 当负责两种受体的基因同时被敲除时,小鼠几乎没有经历REM睡眠。

小鼠和人类共享负责Chrm1和Chrm3受体的基因。 因此,在假设的情况下,基因工程缺乏它们的个体也可能不会经历REM睡眠,也可能无法正常做梦。

“这将是一个有趣的问题,将在未来的研究中进行调查,”Ueda说。 “如果制药公司对这些受体Chrm1和Chrm3产生特异性抑制剂,我很确定人类也会表现出类似的REM表型。”

“关于遗传学研究,与人类一样,与人类进行遗传学研究几乎是不可能的,只有人类受试者可以接受梦想,”他补充说。 “这就是为什么很难研究梦想背后的分子机制。”

GettyImages-831554262 妇女睡觉的储蓄图象。 iStock

有趣的是,没有通过REM睡眠的老鼠仍然幸存下来。 这一令人惊讶的发现可以使研究人员更多地了解睡眠阶段在生物功能中扮演的角色,例如学习和记忆。

“对于我们来说,双击小鼠的表面健全,至少表面上看是令人惊讶的,”Ueda说。 “但是,请记住,突变小鼠在实验室条件下存活,食物充足,没有任何敌人。”

“在野外环境中,这些基因对生存至关重要,”他说。 “尽管在未来的工作中几乎完全废除了REM睡眠,但这种意想不到的可行性将使我们能够严格验证REM睡眠是否在生物体的生命支持功能中起着至关重要的作用。”

研究人员表示,Chrm1和Chrm3在REM中发挥关键作用的发现为这一神秘的睡眠阶段提供了重要见解,并可能具有重要意义。

“REM睡眠与精神疾病密切相关,包括PTSD(创伤后应激障碍),伴随着不良梦想,”Ueda说。 “确定REM睡眠不可或缺的成分,如本项目报道的Chrm1和Chrm3,可能有助于改善抗抑郁药,以治疗创伤后应激障碍患者的坏梦。”

(责任编辑:禹蜞瀚)
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