晝夜節(jié)律和睡眠穩(wěn)態(tài)是共同進化而來的生物現象，前者控制何時入睡，后者控制入睡時長，這兩種行為共同作用于動物的周期性睡眠。浙江大學醫(yī)學院郭方研究員以果蠅為模式生物，鑒定出晝夜節(jié)律神經元控制睡眠穩(wěn)態(tài)中心的神經回路，并揭示了該神經回路控制入睡和蘇醒的神經機制。

相關成果近日發(fā)表在知名期刊《神經元》上，郭方是這項科研工作的第一作者，他和2017年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎獲得者、生物鐘機制的發(fā)現者，美國布蘭迪斯大學邁克爾·羅斯巴殊教授為本論文的共同通訊作者。

實驗中，郭方及其同事們發(fā)現果蠅大腦背側的晝夜節(jié)律神經元“APDN1”有兩簇投射神經元，一簇投向果蠅大腦前側，一簇投向果蠅大腦后側。前期的研究中，科學家們發(fā)現向后投射的一簇神經元會抑制果蠅活動，從中發(fā)現節(jié)律神經元控制睡眠的奧秘。

郭方利用神經回路技術-跨突觸顯示技術，進一步追蹤向前側投射的神經元走向。課題組通過膨脹顯微鏡放大并透明化果蠅的大腦，在形態(tài)學上鑒定出節(jié)律神經元“控制”睡眠穩(wěn)態(tài)中心的神經回路。

“進一步實驗證實，神經元‘APDN1’就像是一個開關，激活這個神經元會誘導出類似人類睡眠時的特定振蕩模式?！惫浇榻B，果蠅產生的特定振蕩模式就像一道“防火墻”，能夠讓果蠅“屏蔽”外界信息，進入深度睡眠，當人為打破這道“防火墻”，果蠅就對外界刺激變得敏感，無法進入深睡狀態(tài)。

這道睡眠“防火墻”的研究還是一項起點性的工作，具體內部機制有待進一步解答。科研人員猜想，未來也許可以通過藥物作用于這道“防火墻”來治療失眠，讓輕度睡眠患者擁有更好的睡眠質量，又或許可以通過調控深度睡眠，在更快時間內補充精力，比如睡眠2小時也可以精神一整天。

《神經元》匿名評審專家們說，這一研究結果提供了目前果蠅生物鐘和睡眠調節(jié)之間最全面的聯(lián)系，并為理解高度保守的睡眠和晝夜節(jié)律整合的神經機制提供了平臺。

（新華社杭州記者朱涵）