Cell子刊解谜：为什么“摇一摇”能让你睡得更香？

生物探索 · 公众号 · 生物 · 2021-01-04 09:49

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本文转载自“中国生物技术网”微信公众号。

当躺在轻轻摇晃的床上时，我们似乎更容易入睡。就像小婴儿，每天都在母亲哼着《摇篮曲》（或其他舒缓歌曲）并将婴儿床摇一摇的情况下进入甜美梦乡。颠簸的公共汽车，也是许多人简易版的“摇床”。我相信你一定见到过那些在车上睡得死去活来的人，而他们的脑袋也会被颠簸的汽车“摇一摇”。

因此，这些事实证明，躺在一张能轻轻摇晃的床上可以让人更容易入睡。科学家们也已通过多项研究证实，摇晃的床可以促进人类和小鼠的睡眠，但这种现象背后的机制尚未查明。

近日，发表在《Cell Reports》上的一项研究中，来自美国托马斯·杰斐逊大学的研究团队通过果蝇实验发现，习惯性在单调刺激的睡眠诱导中发挥着至关重要的作用，对反复刺激的习惯化会降低唤醒感，并通过一种常见的机制增加睡眠倾向。

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108462

无论你是被轻轻摇动入睡的婴儿，还是在长途汽车中打盹的成年人。事实证明，每个人都喜欢伴随着一些轻微的振动入睡。

研究通讯作者、突触生物学中心的神经科学助理教授Kyunghee Koh博士说：“但这一众所周知现象背后的神经机制在很大程度上仍是个谜。”

为了解开这一迷题，研究人员利用果蝇建立了一个模型系统，以研究通过振动诱导的睡眠机制。

为了测试平缓的机械性刺激是否能促进果蝇的睡眠，研究人员将果蝇活动监测箱放在多管涡旋仪上方约40厘米的架子上，让涡旋仪的小幅振动带动果蝇的“卧房”。

在建立一天的基线睡眠/觉醒行为后，他们在12小时光照和12小时黑暗条件下，对3种对照果蝇连续振动1天。

研究人员发现，在振动期间，所有果蝇（包括雄性和雌性）的睡眠时长都显著增加，并且，对会吵醒它们的光脉冲反应更弱。此外，果蝇在振动后更加清醒，这表明睡眠在振动过程中更加稳固（睡眠质量更好）。换句话说，果蝇的行为就好像它们在振动期间睡了比实际需要更长的时间。

振动期间，果蝇的睡眠在接近光周期结束时表现出正常的减少，这表明昼夜节律唤醒信号在调节视觉，并且果蝇在振动期间没有表现出行动困难。

这些发现表明，振动诱导的睡眠与正常睡眠类似，并且可能发挥一些重要作用。但研究人员称，果蝇在振动时能多睡多少觉，不仅取决于它们的遗传背景，还取决于振动的频率和振幅。而且，多个感觉器官都参与了这一过程。

有趣的是，最开始的振动会使果蝇比平时更加活跃，但它们逐渐会进入睡眠状态。此外，当果蝇多次暴露于振动中时，它们的睡眠能力也会提高，这表明习惯化是一种非关联性的简单学习方式，通过单调的刺激来调节睡眠。传统意义上，习惯化被视为使动物忽略可预测的以及不重要的刺激，从而使其能够专注于环境中的显著变化。

Koh说：“随着时间的推移，果蝇会意识到振动没有威胁，这会降低它们对刺激的反应，否则它们会变得警觉。抑制对振动诱导睡眠的警觉性似乎是必要的，因为多巴胺水平升高的突变果蝇警觉性增加，因此不会因振动而入睡。”

研究人员表示，目前还不清楚类似的机制是否在人类身上起作用。

Koh说：“进一步研究将有助于我们开发和优化感官刺激方法，以将其作为人类睡眠的辅助手段。”

Koh团队最初目的是利用果蝇作为模型系统来更多地了解其潜在的神经机制。他们计划识别果蝇大脑中参与这一过程的特定神经元，并确定振动诱导的睡眠是否像正常睡眠一样能够增强记忆和延长寿命，以及其他感官（如视觉和嗅觉）的重复刺激是否也能诱导睡眠。

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