小時候,老媽總是催著你睡覺,現在科學研究告訴你,聽媽媽話是沒錯的。
賓州大學Amita Sehgal教授領導的研究團隊發現,使新生果蠅缺乏睡眠會大大降低它們繁衍后代的能力。這項研究首次在動物模型中,展示了幼年睡眠不足與成年后行為的關聯。
研究團隊選擇年幼果蠅進行研究,對它們進行睡眠干擾。“與成年果蠅相比,年幼果蠅睡得更多,而且這一現象在動物界并不罕見,”Sehgal說。“例如,人類嬰兒、新生大鼠和新生果蠅都睡得很多。”
文章的共同作者Matthew Kayser,一直致力于解析睡眠缺乏與神經精神類疾病的關系。果蠅很容易進行遺傳學操作,是一種經典的動物模型。研究人員希望通過果蠅研究回答兩個問題:為何年幼的動物睡得多?以及,改變這一睡眠模式會產生怎樣的后果?
果蠅大腦中的扇形體(dFSB)是促進睡眠的特殊區域,在與該區域有關的神經回路中,年幼果蠅生成的多巴胺非常少,多巴胺是一種促覺醒的神經遞質。研究人員通過遺傳學改造的果蠅向人們展示,過早活化這些回路,會對dFSB產生很強的抑制,減少果蠅的睡眠。
這一發現回答了第一個問題,Sehgal解釋道:年幼果蠅生產的多巴胺少,以此保持dFSB的活性和高水平的睡眠。這些動物不僅比成年后睡得多,而且還更難被喚醒。
研究人員還發現,增加多巴胺的量會導致年幼果蠅失眠,并影響果蠅成熟后的求偶和交配能力。因此他們推測,失眠可能影響了年幼果蠅求偶回路的發育。
為了測試這一理論,研究人員針對一組與求偶有關的神經元進行了深入研究。他們發現,在缺乏睡眠的果蠅中,大腦區域VA1v中的求偶相關神經元比正常果蠅小。這說明睡眠缺乏的確可能改變果蠅的求偶行為。
據Sehgal介紹,干擾睡眠會改變果蠅行為,這并不是一個新鮮事。在此之前,人們就曾干涉過果蠅的睡眠模式。但這項新研究揭示了受到失眠影響的特定神經網絡。“我們發現的回路在年幼果蠅中活性較低。如果激活這個回路,就會破壞求偶相關回路的發育,并最終影響果蠅的求偶能力。”
“這項研究首次展示了幼年睡眠情況與成年后行為的關聯”Sehgal說。
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