新發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)通路處理影響睡眠的急性光

伊利諾伊州埃文斯頓——為了檢查時(shí)間或浪費(fèi)時(shí)間，人們經(jīng)常在半夜醒來(lái)，看看自己的智能手機(jī)。

盡管這種突然爆發(fā)的光線確實(shí)會(huì)讓再次入睡變得更加困難，但西北大學(xué)的一項(xiàng)新研究表明，它不會(huì)干擾身體的整體晝夜節(jié)律。

研究人員首次直接測(cè)試了大腦如何處理短脈沖光來(lái)影響睡眠。他們發(fā)現(xiàn)大腦的不同區(qū)域負(fù)責(zé)短脈沖和長(zhǎng)時(shí)間暴露在光線下。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了廣泛接受和長(zhǎng)期持有的觀點(diǎn)，即所有的光信息都是通過(guò)大腦的視交叉上核(SCN)傳遞的，這將同步身體的睡眠/覺(jué)醒周期。

負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的西北大學(xué)的蒂芙尼施密特(Tiffany Schmidt)說(shuō)：“在廣泛使用電之前，我們暴露在光線和黑暗中的方式是非?？深A(yù)測(cè)的?！暗枪庾兊煤鼙阋?。我們都有屏幕非常明亮的智能手機(jī)。我們都在一天中錯(cuò)誤的時(shí)間暴露了。了解這些不同類(lèi)型的光信息是如何傳遞的，對(duì)大腦來(lái)說(shuō)變得越來(lái)越重要?！?

這篇論文將于7月23日發(fā)表在《電子生活雜志》上。施密特是西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)助理教授。這項(xiàng)研究是與弗雷德圖雷克的實(shí)驗(yàn)室、溫伯格神經(jīng)生物學(xué)的查爾斯和艾瑪莫里森教授以及國(guó)家精神健康研究所的部門(mén)負(fù)責(zé)人薩梅爾哈塔爾合作進(jìn)行的。

當(dāng)光進(jìn)入眼睛時(shí)，被稱為內(nèi)在光敏視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(ipRGCs)的專(zhuān)門(mén)神經(jīng)元將光信息傳輸?shù)酱竽X。在西北大學(xué)研究之前，研究人員普遍認(rèn)為所有的光信息都是通過(guò)SCN傳遞的，SCN是一個(gè)密集的下丘腦區(qū)域，被稱為身體的晝夜節(jié)律起搏器。

施密特說(shuō)：“光信息進(jìn)入SCN，這是使所有人體時(shí)鐘與光/暗周期同步的內(nèi)容。”"這個(gè)主起搏器確保一切都同步。"

為了進(jìn)行這項(xiàng)研究，施密特和她的團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè)轉(zhuǎn)基因小鼠模型，其中只有ipRGCs被投射到SCN-但沒(méi)有其他大腦區(qū)域。因?yàn)槔鲜笤谕砩匣顒?dòng)，當(dāng)它們暴露在光線下時(shí)就會(huì)睡著。然而，實(shí)驗(yàn)中的老鼠在晚上暴露在短脈沖光下時(shí)仍然保持清醒。老鼠的體溫也和睡眠有關(guān)，對(duì)短時(shí)光照沒(méi)有反應(yīng)。

維持小鼠正常的睡眠/覺(jué)醒周期和正常的體溫節(jié)律，表明其整體晝夜節(jié)律保持完整。這有助于解釋為什么一夜無(wú)休的睡眠和智能手機(jī)的凝視可能會(huì)讓你第二天感到疲勞，但對(duì)你的身體沒(méi)有長(zhǎng)期影響。

施密特說(shuō)：“如果這兩種效應(yīng)——急性和長(zhǎng)期光照——是由相同的方式驅(qū)動(dòng)的，那么每一次輕微的光照都有完全改變我們身體晝夜節(jié)律的風(fēng)險(xiǎn)?！?

現(xiàn)在，研究人員知道光響應(yīng)系統(tǒng)遵循許多路徑，施密特說(shuō)，需要做更多的工作來(lái)繪制這些路徑。首先，我們?nèi)匀徊恢来竽X的哪個(gè)部分負(fù)責(zé)處理急性光。

在了解更多信息后，研究人員可能知道如何優(yōu)化照明，以提高那些需要照明的人(如護(hù)士、輪班工人和急救人員)的警覺(jué)性，同時(shí)減少晝夜節(jié)律大規(guī)模變化的有害影響。

施密特說(shuō)：“一天中錯(cuò)誤時(shí)間的光被認(rèn)為是致癌物?！薄拔覀兿Ｍ藗?cè)诒┞对诠饩€下時(shí)能夠保持警惕，而不會(huì)造成與晝夜節(jié)律變化相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)，比如糖尿病、抑郁癥甚至癌癥。”

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