血清素的作用 血清素在睡眠中的作用终于搞清了

在两只斑马鱼的大脑中，血清素分子显示为红色。右边的大脑来自一条鱼，它不能在中缝核合成血清素，导致大脑中的神经化学物质减少。这种动物的睡眠时间只有正常斑马鱼的一半。

血清素存在于整个大脑中，在记忆、认知和情绪中起着许多作用。有趣的是，科学家们长期以来一直在争论血清素在睡眠中的作用:它是促进睡眠还是促进清醒？现在这个问题终于有答案了。加州理工学院的科学家发现，在斑马鱼和老鼠模型中，血清素是睡眠所必需的。相关论文发表在6月24日的《神经元》杂志上。

以前关于血清素对睡眠影响的研究是矛盾的。一些研究表明，血清素促进睡眠，但其他研究表明，产生血清素的神经元在生物体清醒时最活跃，并释放血清素。为了解决这一争议，加州理工学院的研究团队重点研究了中缝核，中缝核具有大量能产生血清素的神经元。在探测器实验室博士后格里高利奥斯·奥科诺姆的带领下，研究小组选择了像人类一样在白天活动的斑马鱼作为实验动物。

在这项研究中，他们首先突变斑马鱼的基因，使其中缝核不再产生血清素。在另一个实验中，研究人员完全移除了中缝核。结果显示，两组鱼的睡眠时间都比平时少，突变斑马鱼的睡眠时间大约是正常鱼的一半。

"这表明中缝核产生的血清素是鱼类获得正常睡眠所必需的."Oikonomou说。在第三组实验中，研究人员使用了一种转基因斑马鱼，其中缝核可以被光激活。因此，鱼可以通过点亮灯来入睡，这意味着激活中缝核可以诱导睡眠。但这种作用需要血清素的参与，因为那些不合成血清素的鱼，即使用光照射中缝核，睡眠也不会受到影响。

探测器实验室的研究小组随后与传统医学研究所格拉迪纳鲁实验室的学者合作，继续对小鼠血清素的研究。在研究生迈克尔·奥特马特的带领下，研究小组检查了小鼠中缝核中的5-羟色胺能神经元，证实了这些神经元在小鼠清醒时大部分是活跃的，这与以前的研究结果一致。

格拉迪纳鲁实验室的研究人员利用基因敲除技术去除了老鼠中缝核中产生血清素的神经元，发现这些老鼠睡眠时间比平时少。虽然用光刺激这些神经元也能使小鼠入睡，但只有当这些神经元自发活动模式的频率与小鼠清醒时一致时，才能入睡。

“这里有一个明显的悖论:刺激这些神经元会导致动物睡觉，而这些神经元在白天是活跃的。”奥特马特说。

Oikonomou解释说:“控制睡眠主要有两个因素。一个是生物钟——天一亮身体就醒了，天一黑身体就知道睡觉了。另一个因素叫做稳态睡眠压力。早上醒来，只是休息一下，精力很充沛。久而久之，你会感到疲倦和困倦，这种压力会促使你入睡。晚上不睡觉，睡眠压力会更大，第二天会更累，但生物钟还是会指示你要保持清醒，因为外面是白天。”

“理论上来说，要想睡觉，你需要有很高的睡眠压力，生物钟需要与昼夜时间一致，即昼行动物需要夜间睡眠，夜行动物白天睡眠。”

研究人员推测，中缝核神经元的放电和血清素的释放是大脑建立睡眠压力的一种方式。事实上，他们发现缺乏血清素的斑马鱼和中缝核消融的小鼠睡眠压力较低。

虽然这些研究是在动物模型中进行的，但它们类似于人脑中血清素的产生。因此，这项研究可以帮助解释一些常见抗抑郁药物与睡眠相关的副作用，因为这些药物通常可以增加大脑中血清素的水平。

杰克原创

编制人:贝克汉姆

审稿人:三水