容易犯困怎么治?科学家从果蝇身上找到了答案

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· 2020.12.06

以果蝇作为模型系统来了解潜在神经机制的更多信息,或许能为人类睡眠研究提供更多的帮助。

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容易犯困怎么治?科学家从果蝇身上找到了答案

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图片来源@视觉中国

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文丨学术头条

众所周知,摇晃婴儿是一种哄婴儿睡觉的最常见方式。同时,在长时间乘坐晃动的公交车时,人们也会昏昏欲睡。这种轻柔的机械振动刺激,往往会使人们更快地进入睡眠。但是,我们目前对机械振动如何导致人们快速入睡的背后机制尚不清楚。

作为生命科学与人类疾病研究的重要模型,果蝇的大脑与人类有着非常相似的发育和功能机制,因此通过研究果蝇的睡眠是如何调节的,可以了解到许多关于人类睡眠的知识。

在一项于 12 月 1 日发表在《细胞报告》(Cell Reports)的最新研究论文中,科学家们发现,机械振动更容易诱导果蝇进入睡眠,且在振动过程中的睡眠时间更长。以果蝇作为模型系统来了解潜在神经机制的更多信息,或许能为人类睡眠研究提供更多的帮助。

(来源:Cell Reports)

(来源:Cell Reports)

婴儿摇篮现象并非偶然

早在 1927 年,感觉刺激如何促进睡眠的模型(也称习惯模型)就已提出。该模型指出,习惯化在单调刺激的睡眠诱导中起着至关重要的作用,同时也揭示了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。

从本质上讲,习惯性可以被视为使有机体忽略可预测的、不重要的刺激,从而使他们能够专注于环境中显着变化的过程。根据这种观点,一旦有机体学会了忽略单调刺激,它们将不再有效地被诱导睡眠。

但是,最近几年的研究表明,习惯化不仅仅是学习忽略不重要的刺激,还允许生物根据环境条件在替代行为之间进行切换。这种模型结合了最近的习惯化观点,提出习惯化可以使生物体在单调刺激条件下选择睡眠而非清醒。

而在论文提及的这项研究中,研究人员报告了机械感应可以刺激促进果蝇的睡眠。更重要的是,在连续振动中,睡眠诱导有所改善,并且振动诱发的睡眠表现出刺激特异性,这表明习惯化有助于振动诱发的睡眠。

振动可以诱导睡眠

论文作者之一、Vickie & Jack Farber 神经科学研究所和 Thomas Jefferson 大学突触生物学中心的神经科学副教授 Kyunghee Koh 表示:“婴儿喜欢被摇晃着入睡,但是这种现象背后的神经机制仍然是一个谜。我们希望将果蝇作为一个模型系统来研究机械振动刺激诱发睡眠的机制。”

研究人员发现,果蝇在振动中睡眠时间更长。睡眠的定义特征之一是唤醒阈值的增加,在这项实验中,研究人员使用了在正常状况下会唤醒果蝇的光脉冲,结果发现这些光脉冲并未对果蝇的睡眠造成影响,表明通过振动诱导的睡眠对光脉冲的反应更弱。

此外,它们在振动后更加清醒。在振动期间,果蝇表现得好像睡得比它们所需要的多一些,这使果蝇们在之后睡眠较少的情况下也能很好地活动。

同时,通过一系列研究发现,振动诱导的睡眠与正常有规律的睡眠相似。此外,研究人员发现在振动过程中,果蝇获得的额外睡眠取决于它们的遗传背景以及振动频率和振幅。在这一过程中,有多个感觉器官参与。

有趣的是,振动最初会让果蝇比平时更活跃,但随后逐渐使它们进入睡眠状态。此外,当反复经历几次振动后,入睡的能力也会提高,这意味着习惯化是一种简单的学习方式。“随着时间流逝,果蝇会感觉到振动并没有威胁,这降低了它们对刺激的反应,否则这些振动会使它们变得更加警觉。” 研究人员解释道。抑制警觉性似乎是振动诱发睡眠所必需的因素之一。

研究人员表示,目前还不清楚类似的机制是否会在人类中起作用。但是,他们认为,“进一步的研究可能会帮助我们开发和优化感官刺激,以作为人类的睡眠辅助手段。研究结果表明,在几个疗程中针对性为每个个体设置刺激参数是有价值的。”

该团队的目标是,使用果蝇作为模型系统来了解有关潜在神经机制的更多信息,他们计划识别参与该过程的果蝇大脑中的特定神经元,并确定振动引起的睡眠功能是否像正常睡眠那样起到增强记忆和延长寿命的作用,以及对视力、嗅觉等感官功能进行重复刺激是否也可以引发睡眠。

附:10点科学入睡的建议

无疑,充足的睡眠有益于改善心脏健康,减轻日常压力,改善记忆力,甚至有助于减肥。但是,我们并不能每天都按照上述研究中提到的振动方式入睡。

如何才能更快入睡?不妨按照以下 10 点科学建议试一试。

  • 养成固定的睡眠习惯。无论是工作日、周末或节假日,每晚在固定的时间入睡,有助于建立良好的生理时钟(Internal Sleep/Wake Clock),并降低入睡所需的时间。
  • 保持运动。运动的确可以舒缓焦虑、抑郁等情绪,而有运动习惯的人,也的确相对较少出现睡眠问题.
  • 晚餐应注意饮食。每天下午 3 点后避免进食或饮用含有咖啡因的食品,比如咖啡、茶、汽水及巧克力。同时,要在睡眠前几个小时进食晚餐,且晚餐应为一天中最轻量的饮食。
  • 不要吸烟。有研究表明,非吸烟人士在经过一整晚睡眠后,得到充份休息的感觉会高出吸烟人士 4 倍。
  • 晚上不要喝酒。酒精会破坏睡眠模式及有助人们于早上感到精神的脑波。酒精帮助入眠亦是不建议的做法,因为酒精虽然可使人较快入睡,但与安眠药一样也是会成瘾的。
  • 晚上少使用电子产品。研究证明,电子产品屏幕的蓝光及强光会对大脑产生刺激,如果日落后或睡觉前一直使用电子产品,便会令大脑误以为仍在白天,导致难以入睡。
  • 拥有一个安静的睡眠环境。研究发现,53% 的宠物主人在与宠物一起睡觉时,睡眠都会被中断。每个人都应有自己的睡眠空间,避免睡眠时被外界因素打扰。
  • 房间温度要适中。适中的温度比过热的温度更有利于睡眠。美国国家睡眠基金会(NSF)建议,卧室温度应该保持 18.3°C 左右,这样有助于更快入睡,甚至睡得更香。
  • 保持漆黑的睡眠环境。睡眠时应尽可能保持卧室环境漆黑。因为灯光会误导大脑对起床时间做出错误判断,即使是手机或电脑发出的少量灯光,也会扰乱褪黑素(有助管理睡眠周期)产生,进而影响整体睡眠质量。
  • 床只用来睡觉。床只是睡觉,而不是工作、进食或收看电视的地方。如果半夜难以入睡,可以尝试阅读或冥想来增强睡意。

由于每个人的生活习惯和个人体质不同,以上 10 点建议仅供参考。不过不妨试一试,毕竟拥有一个良好的睡眠质量,会让我们在白天的工作和日常活动中,面容显得更精神,工作效率也更高。

相信随着未来科学技术的不断进步与发展,我们最终可以摆脱失眠的困扰。

参考资料:

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)31451-0

https://www.healthline.com/health/natural-sleeping-remedies#change-diet

 
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