蜥蜴揭示人類睡眠奧秘

　　尋找睡眠起源的科學家，或許已經在澳大利亞鬃獅蜥的身上找到了重要線索。通過追蹤蜥蜴大腦特定區域釋放的與睡眠相關的神經信號，并將該區域與哺乳動物大腦的一個神秘區域進行關聯，科學家發現，在脊椎動物進化過程中，睡眠的出現比之前想象得要早。

圖片來源：GILLIES LAURENT

　　據《科學》報道，這項研究工作最終將揭示睡眠背后的機制，為幫助人類獲得更好睡眠鋪平道路。

　　未參與此次研究的美國艾倫研究所神經學家Stephen Smith表示：“這項研究提出和重新構建的問題，其答案對包括臨床診斷在內的很多方面都非常重要。”

　　哺乳動物和鳥類有兩種睡眠。在快速眼動睡眠（REM）期間，眼球會不停轉動，腦電波頻率變快，人類處于這種睡眠狀態時會做夢。在REM之間是慢波睡眠，此時大腦活動減弱，電活動同步進行。一些研究表明，這種腦活動不太強烈的睡眠狀態，可能有助于記憶的形成和存儲。

　　那么，睡眠研究是如何與蜥蜴聯系起來的呢？

　　2016年，德國馬克斯·普朗克學會腦研究所的神經學家Gilles Laurent發現，爬行動物也有上述兩種睡眠。他和同事報告說，每隔40秒，鬃獅蜥就會在兩種睡眠狀態之間進行切換。

　　沒有人知道大腦的哪一部分驅動了哺乳動物、鳥類或爬行動物的慢波睡眠模式。因此，Laurent研究小組用電極追蹤了鬃獅蜥腦切片中與慢波睡眠相關的電活動（這種電活動通常在主體死亡后仍能持續）。他們很快就瞄準了背側腦室脊的一小部分，這個區域位于蜥蜴大腦前部，直到現在科學家也沒有發現它的功能。

　　Laurent的博士后Maria Tosches（現為哥倫比亞大學助理教授）和兩名研究生一直在測定蜥蜴大腦不同部位細胞的基因活性，并將其與小鼠大腦的基因活性進行比較，并有了意外發現。

　　他們發現，爬行動物腦區的一組基因產生了慢波模式，該區域與小鼠的屏狀體（又名屏狀核）非常相似。屏狀體是一種不規則的神經結構，深藏大腦之中，與整個前腦連接。這種相似性表明爬行動物大腦中也有屏狀體存在。

　　加州大學伯克利分校神經學家Yang Dan正在研究小鼠大腦中的睡眠回路：“屏狀核一直是個謎。”其他研究者認為它是意識的來源，但很少有人意識到它對睡眠的重要性，而且也沒有人認為它會存在于爬行動物中。

　　Laurent團隊對該神經區域可與睡眠聯系起來非常興奮，他們跟蹤了這種假定屏狀體與蜥蜴大腦的其他部分的聯系。Laurent團隊在《自然》上報告說，就像哺乳動物的屏狀體一樣，這個假定屏狀體與蜥蜴大腦的許多部分相連，包括與睡眠有關的區域。當他們破壞屏狀體時，蜥蜴仍處于睡眠狀態，但不再產生慢波睡眠。

　　“這篇論文真的明確了慢波的起源。”Dan說。

　　Laurent勾畫出一個較為合理的慢波睡眠設想：在爬行動物（可能也包括其他脊椎動物）中，屏狀體不會啟動或停止睡眠，而是對來自大腦深處睡眠指揮中心的信號作出反應。它會產生慢波模式并將其傳輸到大腦其他部位。

　　Laurent研究小組還在爬行動物遠親——黃腹滑龜的腦中發現了屏狀體，這使得研究人員認為，該大腦區域早于爬行動物的進化。Laurent說，這項新研究表明，屏狀體及其在睡眠中的作用可以追溯到3.2億年前，即鳥類、其他爬行動物和哺乳動物的祖先。

　　索爾克生物研究所計算神經學家Terrence Sejnowski說，這意味著屏狀體在哺乳動物，特別是人類睡眠中的作用應該得到重視。

　　Smith說：“如果屏狀體對爬行動物的睡眠很重要，那么它對人類的睡眠（和睡眠障礙）同樣重要。”不管研究人員在這條路上走了多遠，這項新的工作使人們回到本源，意識到研究不同物種睡眠的價值，同時也揭示了爬行動物是如何成為脊椎動物大腦進化“主要窗口”的。