新研究发现,短暂的睡眠不⾜会刺激多巴胺分泌,重塑⼤脑。绝⼤多数熬过夜的⼈都很熟悉那种“⼜累⼜精神”的感觉:即使⾝体已经⾮常疲惫,⼤脑却处于⼀种有点懵、但⾮常快乐,甚⾄感觉轻飘飘的状态。最近,美国西北⼤学的神经⽣物学家⾸次揭⽰了熬夜后出现这种“醉酒状态”的原因。在⼀项新的研究中,研究者使⼩⿏经历了短暂的睡眠剥夺,随后检查它们的⾏为和⼤脑活动。结果显⽰,不仅⼩⿏多巴胺的分泌增多了,突触可塑性也增强了。
也就是说,短暂的睡眠剥夺重塑了⼩⿏的⼤脑,使其在接下来的⼏天内都能保持愉悦的⼼情。这些新的发现帮助研究者更好地了解⼤脑会如何改变情绪,增加了对抗抑郁药(如氯胺酮)的了解,并有望帮助识别新的抗抑郁靶点。
这项研究11⽉2⽇发表于《神经元》(Neuron),第⼀作者是美国西北⼤学的博⼠后研究员Mingzheng Wu,通讯作者是该校的神经⽣物学副教授和Irving M. Klotz教授Yevgenia Kozorovitskiy,他主要关注神经可塑性⽅⾯的研究。
“已经有充分的研究证明,⻓期睡眠不⾜会对身体健康产⽣负⾯影响,”Kozorovitskiy说道,“然⽽,短期的睡眠不⾜——⽐如说某个学⽣在考前通宵复习⼀整晚——会导致什么,却缺少深⼊了解。我们发现,睡眠不⾜会引发极强的抗抑郁效果,并且能重塑⼤脑。这让我们意识到,我们的⽇常活动,⽐如⼀个不眠之夜,只需数⼩时就能从根本上改变我们的⼤脑。
”睡眠不⾜⼀直以来,科学家都知道睡眠受到⼲扰时,⼈的精神状态和⾏为都会受影响。例如,如果睡眠和⽣物钟被打乱,可能会诱发躁狂症患者的相关症状。然⽽在另⼀些情况下,这样的⼲扰也可能会带来抗抑郁的效果。“有趣的是,短暂缺觉之后的情绪变化⾮常明显,即便是健康的⼈也能明显体会到——也包括我⾃⼰,”Wu说,“但是⼤脑产⽣这些影响的具体机制尚不清楚。
”为了探究这些机制,Kozorovitskiy和团队开展了⼀项新的实验。他们使⽤了不具有与⼈类情绪障碍相关遗传倾向的⼩⿏,使之短期内⽆法睡觉。他们设计了⼀种⾮常温和的实验⽅式,在让⼩⿏睡不着的同时避免施加过⼤的压力。⼀个不眠之夜后,相较于正常睡了⼀觉的对照组,这些⼩⿏变得更有侵略性,亢奋多动,且性欲增强。研究者测量了多巴胺神经元(负责⼤脑的奖赏系统)的活性。
他们发现,短期缺乏睡眠⼩⿏的多巴胺神经元也更活跃。“我们很好奇是⼤脑⾥的哪些区域引发了这些⾏为上的变化,” Kozorovitskiy说道,“我们想要知道,这是否是⼀个会影响整个⼤脑的⼴泛信号,还是某种更有针对性的反应。”专⻔的信号Kozorovitskiy和团队考察了⼤脑中四个与多巴胺分泌有关的区域:前额叶⽪层,伏隔核,下丘脑和背侧纹状体。
研究者追踪了短暂睡眠剥夺后,这四个区域的多巴胺分泌⽔平,结果发现其中三个区域都受到了影响:前额叶⽪层,伏隔核和下丘脑。但研究团队还想进⼀步缩⼩结果的范围,因此他们系统地抑制了多巴胺反应。结果显⽰,当抑制了内侧前额叶⽪层的多巴胺反应时,就不会出现抗抑郁效果了。相⽐之下,伏隔核和下丘脑似乎与活跃程度最为相关,并未影响抗抑郁效果。
虽然⼤多数⾏为(⽐如亢奋多动和性欲增强)在短暂睡眠不⾜后的⼏个⼩时内就会消退,但抗抑郁效果却能持续数天。这说明,前额叶⽪层的突触可塑性或许得到了增强。Kozorovitskiy和团队在检查了单独的神经元之后确定了这⼀点。前额叶⽪层的神经元形成了叫作树突棘的微⼩突起结构,这是⼀种可塑性很⾼的结构,会随着⼤脑活动的变化⽽变化。当研究⼈员使⽤基因编码技术将突触分离时,抗抑郁效果就消失了。
虽然还不确定为什么睡眠不⾜会在⼤脑中造成这种影响,但Kozorovitskiy怀疑这与演化有关。“很明显的是,短暂的睡眠不⾜在某种程度上激活了整个身体,”Kozorovitskiy说道,“你可以想象,当⾯对捕⾷者,或者在某种危险的情况下,你需要相对活跃的正常⾝体功能和延迟睡眠的能⼒,我觉得这可能正是我们⽬前观察到的现象。长期睡眠不⾜产⽣的影响对⾝体⼀定是有害的。
但短期的睡眠不⾜,会让你在某些情况下保持⾼度警惕,其实是有好处的。”Kozorovitskiy还提醒⼤家,不要为了提振情绪⽽刻意熬夜。“抗抑郁的效果是短暂的,毕竟我们都知道⾼质量睡眠的重要性,”她说,“我会建议有需要的⼈去健⾝房锻炼,或者出去散散步。相⽐之下,这个新的发现对于开发全新的抗抑郁药物更有⽤⼀些。”