冬天早上为啥起床难？科学家找到原因了

作者丨唐一尘

冬天已经过去了，但你还记得在那些寒冷、黑暗的日子里，从被窝爬起来是多难吗?

温度影响着几乎所有生物的行为，但关于感觉神经元和控制睡眠—觉醒周期的神经元之间的联系，人们并不清楚。

美国西北大学神经生物学家发现了这种行为背后的线索。

在一项对果蝇的研究中，研究人员发现了一种“温度计”回路，它可以将外部低温信息从果蝇的触角传递到大脑。

于是，研究人员顺藤摸瓜，展示了季节性寒冷和黑暗环境如何利用这个回路，抑制果蝇大脑中促进睡眠和清醒的神经元，尤其是在早上。

相关论文2020年5月21日刊登于《当代生物学》。

“这有助于解释为何对果蝇和人类来说，在冬天的早晨都很难醒来。”论文通讯作者、西北大学神经生物学副教授Marco Gallio说，“通过研究果蝇的行为，我们可以更好地理解温度是如何，以及为何对调节睡眠如此重要。”

这篇论文描述了一种“绝对冷”感受器，它“藏”在果蝇的触须中，只对低于果蝇“舒适区”（大约77华氏度）的温度有反应。

在确定了这些神经元之后，研究人员一直跟踪它们直到果蝇大脑。

为了做到这些，研究人员开发了新的工具，并结合功能和解剖学研究、神经遗传学和行为监测方法，在野生型和转基因果蝇中进行了实验。

结果显示，这些信息的主要接受者是一小簇大脑神经元，它们是控制清醒和睡眠节律的大脑网络的一部分。

当冷回路激活时，那些通常被晨光激活的细胞就会被关闭。

3个不同的外周冷感觉神经元群体驱动热敏投射神经元的活性。图片来源：《当代生物学》

对小型的“冷血”果蝇来说，环境温度检测至关重要。

但研究人员表示，对人类而言，寻求最佳温度的部分原因是，核心体温和大脑温度，与睡眠的诱导和维持密切相关。

日光和温度的季节性变化也与睡眠变化有关。

“温度感知是最基本的感觉模式之一。”Gallio说， “我们在果蝇的大脑中发现的原理，可能在人类身上都是一样的。不管是果蝇还是人，感官系统都要解决同样的问题，所以它们通常都是用同样的方法。”

目前，睡眠障碍产生的影响很多，例如疲劳、注意力不集中和无数健康参数的改变，但是人们还不完全了解大脑是如何产生和监督睡眠的，以及外部环境的变化如何影响睡眠。

研究人员表示，“研究大脑活动至关重要。我们的发现证明了功能性研究对于理解大脑如何支配行为的重要性。”

相关论文信息：

http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.038