下視丘神經迴路掌握睡眠調控關鍵

傳統上可以將睡眠分成快速動眼期(REM)與非快速動眼期睡眠(NREM),再加上清醒(Wake)狀態,因此可粗分成REM、NREM、Wake三種狀態。加州大學柏克萊分校團隊利用小鼠為模型配合光遺傳學以及腦電圖的量測,發現兩種神經調控小鼠的睡眠狀態。

作者在下視丘的背內側(dorsomedial hypothalamus)找到一群受甘丙肽調控的丙胺基丁酸神經元(galanin-expressing GABAergic neuron),這群神經又可分成兩類,視前區神經(preoptic area projecting neuron)跟中縫蒼白核區神經(raphe pallidus projecting neuron)。利用光遺傳學的刺激與抑制的技術調控這兩種神經的活動並用腦電圖觀察小鼠呈現何種狀態。

研究結果發現,視前區的神經活動越強小鼠呈現NREM睡眠的機率越高,相反的若是中縫蒼白核區神經活動越高則是越容易進入快速動眼期睡眠。作者進一步在不同狀態下調控這兩種神經。發現到視前區神經除了呈現NREM睡眠之外,也容易讓小鼠從REM進入到清醒狀態,而若是在清醒狀態則持續保持清醒。而若是調控中縫蒼白核區神經則是容易從清醒狀態進入NREM睡眠之後再進入REM睡眠。因此此研究確立了這兩種神經是掌握睡眠的關鍵之一。


撰稿:王誠德 (CT Wang)

原始論文:
Chen et al., 2018, A Hypothalamic Switch for REM and Non-REM Sleep, Neuron 97, 1–9 March 7, 2018, https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.02.005

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