睡不好觉会不会让大脑迟钝呢,背后的原因你知道吗


来源:安徽新闻网 作者:安徽新闻 发布时间:2019-10-15 01:01:41


  生物钟和昼夜节律

  如今,许多人都面临着睡眠时间不足的问题。睡眠和思考是密切相关的。充足的睡眠使大脑更加敏锐,当你缺乏睡眠时,你的思维就会变得迟钝。

  神经生物学家熟悉这些现象的原因,他们相信外部的光和暗信号可以帮助人类设定一天的昼夜节律。人体的生物钟主要位于大脑的交叉核(SCN)区域。每天早晨,当光线刺激视网膜时,特定的神经将信号传递给SCN,而SCN则控制大量生物活性物质的循环。

  老鼠前脑区域的突触。图像来源:Max Iglesias

  除了大脑,在器官、组织和肝、胃、胰腺的单个细胞中也有二级昼夜节律钟。这些区域的细胞时钟表达“时钟基因”。1984年,科学家从果蝇身上分离并克隆了第一个生物钟基因。目前,在人类和各种动物身上发现了10多个“生物钟”基因。

  “生物钟”基因在体内起着时间管理的作用,影响着大脑不同阶段的活动,大脑中的各种神经元通过突触传递信号,调节其他器官的生物钟。但现在科学家们还不知道这些因素是如何通过人们入睡时的相互作用来唤醒大脑的。


睡不好觉会不会让大脑迟钝呢


  睡眠不足,突触混乱

  最近,发表在《科学》杂志上的两项研究证实,神经元之间的突触在唤醒大脑中起着重要作用。研究人员说,大脑内部的睡眠准备和外部睡眠相关行为的影响集中在突触。神经元中的时钟基因在突触周围有节奏地准备,以调节睡眠时突触活动中涉及的蛋白质的表达。然而,两项新的研究表明,在缺乏睡眠的情况下,这些重要的蛋白质不能被磷酸化激活,随后的代谢途径被关闭。

  得克萨斯大学西南医学中心的罗伯特·格林说:“这些结果表明,大脑已经为神经活动做好了准备,但这并不意味着整个过程就完成了。”他指出,这两项研究很有意义,它们证实了大脑内部管理与睡眠之间的联系。

  我们会变得昏昏欲睡有两个主要原因。一个是睡眠压力,对睡眠的需求。随着清醒时间的延长,我们对睡眠的需求也会随之增加。其次,体内的生物钟会发出有规律的睡眠时间信号。在其中一项研究中,瑞士苏黎世大学药理学和毒理学研究所的Sara B.Noya及其同事表明,人体的生物钟调节着昼夜节律的形成,或指导着蛋白质合成的转录。只要你睡觉,你就可以确保大脑完成突触蛋白产生的最后一步。

  研究人员每4小时收集一组(4只老鼠)前脑,6组老鼠从0-24小时(白天0-12小时,夜晚13-24小时)剥夺4小时睡眠,正常老鼠作为对照组。

  Noya的研究小组发现,大脑感觉区域的神经元为与时间相关的细胞准备了这些转录本,在我们醒着之前,也就是在我们入睡之前,这种活动达到了顶峰。入睡后,转录本指导合成调节蛋白,这些调节蛋白影响脂质代谢、运输、细胞生长和增殖。

  当醒来时,转录本主要参与突触相关蛋白的合成,这些蛋白影响突触功能、突触间信息传递以及其他突触依赖行为,如记忆、学习和行为输出。这些分子使突触在睡眠时迅速更新。如果没有关键的昼夜节律钟基因,这两个高峰期就不会发生。

  在不同的时间,转录产物对应不同的蛋白质功能。

  在正常的睡眠和苏醒周期中,根据指令合成的蛋白质将分别在黄昏和清晨达到峰值。然而,Noya和他的同事证明,在睡眠不足的小鼠中,细胞也产生许多相关的转录物,但不产生蛋白质。这项研究的结果表明,睡眠调节蛋白质构建过程的最后一步,以确保突触足够活跃。



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