果蠅的睡眠調控迴路
睡眠對於動物而言具有恢復體力和修復神經系統細胞等重要的生理功能,而究竟睡眠這一行為是如何在動物身上產生並且被調控的呢?在果蠅這種相對簡單的生物上或許能夠解答,其身上的螺旋細胞(Helicon cell)可能是調控果蠅睡眠行為的重要一環。
螺旋細胞在調控睡眠的神經迴路中,介於背側扇狀體(dorsal fan-shaped body, dFB)中促進睡眠的神經細胞和椭球體(ellipsoid body, EB)中的R2神經之間,具有調控來自dFB神經之睡眠訊號的功能。螺旋細胞最為特別的是它會根據上游dFB神經的訊號在UP與DOWN兩種狀態之間切換,而透過這兩種狀態神經電位的不同,除了可調控通往下游R2神經的訊號,也可控制視覺上對光的敏感程度。當螺旋細胞被dFB神經抑制後,透過讓果蠅進行行為實驗,作者間接的驗證了在睡眠壓力累積時R2神經能夠顯著的影響果蠅的活動力,同時它也能夠影響睡眠壓力與被睡眠壓力影響而發出訊號的dFB神經並形成迴路,儘管此處的機制尚待釐清。
總結而言,當因疲勞等各種因素造成睡眠壓力累積,意即需要睡眠的情況產生時,dFB中促進睡眠的神經會放出訊號抑制螺旋細胞,使螺旋細胞變為DOWN狀態而難以發出動作電位,缺少來自螺旋細胞的激發的R2神經便會影響果蠅的活動力,同時減緩睡眠壓力的累積。當然這個迴路還有須多尚未解明的部分,尤其是睡眠壓力的部分,需要更近一步的研究以釐清這些問題。
原始論文 :
Jeffrey M. Donlea, Diogo Pimentel, Clifford B. Talbot, Anissa Kempf, Jaison J. Omoto, Volker Hartenstein, Gero Miesenböck,Recurrent Circuitry for Balancing Sleep Need and Sleep,Neuron,Volume 97, Issue 2,2018,Pages 378-389.e4,ISSN 0896-6273
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662731731139X
撰稿人 : 曾思喬
螺旋細胞在調控睡眠的神經迴路中,介於背側扇狀體(dorsal fan-shaped body, dFB)中促進睡眠的神經細胞和椭球體(ellipsoid body, EB)中的R2神經之間,具有調控來自dFB神經之睡眠訊號的功能。螺旋細胞最為特別的是它會根據上游dFB神經的訊號在UP與DOWN兩種狀態之間切換,而透過這兩種狀態神經電位的不同,除了可調控通往下游R2神經的訊號,也可控制視覺上對光的敏感程度。當螺旋細胞被dFB神經抑制後,透過讓果蠅進行行為實驗,作者間接的驗證了在睡眠壓力累積時R2神經能夠顯著的影響果蠅的活動力,同時它也能夠影響睡眠壓力與被睡眠壓力影響而發出訊號的dFB神經並形成迴路,儘管此處的機制尚待釐清。
總結而言,當因疲勞等各種因素造成睡眠壓力累積,意即需要睡眠的情況產生時,dFB中促進睡眠的神經會放出訊號抑制螺旋細胞,使螺旋細胞變為DOWN狀態而難以發出動作電位,缺少來自螺旋細胞的激發的R2神經便會影響果蠅的活動力,同時減緩睡眠壓力的累積。當然這個迴路還有須多尚未解明的部分,尤其是睡眠壓力的部分,需要更近一步的研究以釐清這些問題。
原始論文 :
Jeffrey M. Donlea, Diogo Pimentel, Clifford B. Talbot, Anissa Kempf, Jaison J. Omoto, Volker Hartenstein, Gero Miesenböck,Recurrent Circuitry for Balancing Sleep Need and Sleep,Neuron,Volume 97, Issue 2,2018,Pages 378-389.e4,ISSN 0896-6273
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662731731139X
撰稿人 : 曾思喬
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