缺覺導(dǎo)致“智力下降”的原因找到了?
來(lái)源:學(xué)術(shù)經(jīng)緯
睡眠對(duì)大腦的重要性不言而喻。幾天沒睡好覺,我們就會(huì)明顯感到大腦認(rèn)知能力出現(xiàn)下降。今天 ,發(fā)表在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上的兩篇論文,從生物學(xué)的角度提出了潛在的解釋——科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),睡眠與大腦突觸的功能有著緊密聯(lián)系。


這兩項(xiàng)研究均來(lái)自蘇黎世大學(xué)(University of Zürich)和慕尼黑大學(xué)(LMU Munich)的合作?茖W(xué)家們使用先進(jìn)的生化技術(shù),中北大學(xué)個(gè)人門戶對(duì)小鼠神經(jīng)突觸的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,有三分之二的突觸mRNA表達(dá)水平出現(xiàn)了明顯的節(jié)律性。具體來(lái)看,突觸mRNA的表達(dá)可以被分為兩類,一類在黎明時(shí)分迎來(lái)高峰,另一類則在黃昏到達(dá)峰值。在突觸蛋白中,科學(xué)家們也觀察到了類似的節(jié)律性。
![▲mRNA水平顯示出了明顯的節(jié)律性(圖片來(lái)源:參考資料[2])](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/5/w550h255/20191011/0f67-ifvwfti4466899.jpg)
接下來(lái),則是這兩項(xiàng)研究的亮點(diǎn)所在了。我們知道,睡眠受著兩種不同機(jī)制的調(diào)控:第一種機(jī)制和日常生活有關(guān)。如果一段時(shí)間內(nèi)睡眠不足,或是太過勞累,就很容易讓人昏昏欲睡,第二種機(jī)制則和日常生活無(wú)關(guān)。許多動(dòng)物的體內(nèi)自帶“生物鐘”,晚上到點(diǎn)就困,早上到點(diǎn)就醒(夜行性動(dòng)物正好相反),就是生物鐘的一種體現(xiàn)。
那么問題來(lái)了。這些大腦突觸里的mRNA和蛋白質(zhì)所表現(xiàn)出的節(jié)律性,究竟是生物鐘調(diào)控下的普遍現(xiàn)象,還是會(huì)受到日常睡眠質(zhì)量的影響?為了回答這個(gè)重要的問題,研究人員們對(duì)小鼠進(jìn)行了睡眠剝奪,單方面影響它們的睡眠質(zhì)量。隨后,他們重新對(duì)突觸mRNA與蛋白質(zhì)的節(jié)律進(jìn)行了分析。
分析的結(jié)果非常有趣。首先,在剝奪睡眠的小鼠中,有四分之一的突觸mRNA的節(jié)律性幾乎不受影響。在剩下的突觸mRNA里,也有超過80%在很大程度上受時(shí)間的影響。這些結(jié)果表明,中北大學(xué)個(gè)人門戶突觸mRNA的產(chǎn)生,很有可能只受生物鐘的調(diào)控,而與睡眠質(zhì)量無(wú)關(guān)。每天到點(diǎn)(比如黎明和黃昏),它們就會(huì)在生物鐘控制下,自動(dòng)開始積聚。
![▲蛋白的磷酸化水平受睡眠剝奪的影響(圖片來(lái)源:參考資料[3])](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/730/w550h180/20191011/0409-ifvwfti4466946.jpg)
相反,蛋白質(zhì)的水平受睡眠質(zhì)量的影響極大!在那些睡眠被剝奪的小鼠中,無(wú)論是蛋白質(zhì)的豐度,還是蛋白質(zhì)的磷酸化,其節(jié)律性幾乎都消失了。這表明在突觸中行使生理功能的蛋白質(zhì),的確主要受睡眠與清醒時(shí)長(zhǎng)的調(diào)控。
后續(xù)的研究表明,其中一些受影響的蛋白質(zhì)是激酶。在小鼠快要清醒時(shí),一些與神經(jīng)元激活有關(guān)的激酶會(huì)變得活躍,而在快入睡時(shí),另一些與神經(jīng)元抑制有關(guān)的激酶會(huì)開始活躍。
![▲這兩項(xiàng)研究的圖示(圖片來(lái)源:參考資料[1])](http://n.sinaimg.cn/tech/crawl/220/w550h470/20191011/0904-ifvwfti4467081.jpg)
《科學(xué)》雜志對(duì)這兩項(xiàng)研究進(jìn)行了專文評(píng)述。作者在評(píng)述中指出,結(jié)合這兩項(xiàng)研究的結(jié)果與之前的證據(jù),我們幾乎可以確信,小鼠的清醒和睡眠的時(shí)長(zhǎng),能最終反映在其突觸的功能上。至于具體的機(jī)理,以及睡眠能如何恢復(fù)突觸的功能,則還需要進(jìn)一步的探索。

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