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这些脑细胞可以解释为什么我们最终必须睡觉
我们保持清醒的时间越长，某些脑细胞似乎就会增加睡眠压力，最终使休息几乎无法抗拒。睡眠驱动力是在清醒时产生的休息生物压力，使人越来越难以保持警觉。长时间清醒后，通常会产生更长、更深的恢复睡眠，[...]
来源:SciTech日报我们保持清醒的时间越长，某些脑细胞似乎就会增加睡眠压力，最终使休息几乎无法抗拒。
睡眠内驱力是在清醒时产生的休息生物压力，使人越来越难以保持警觉。长时间清醒后，通常会产生更长、更深的恢复睡眠，但科学家们一直在努力解释神经系统如何跟踪清醒时间并将其转化为不断升级的休息需求。
由巴塞尔大学 Biozentrum 教授 Alex Schier 领导的研究人员现在已经确定了两组脑干神经元，它们似乎是这一过程的核心。这项工作是与贝斯以色列女执事医疗中心和奥本大学的科学家一起进行的。
“我们已经确定了监控长时间清醒并积极促进睡眠的神经元群，”席尔说。 “这是理解我们为何变得困倦的难题中缺失的一个重要部分。”
追踪清醒时间的神经元
研究人员绘制了小鼠在正常睡眠和清醒时期、强迫睡眠剥夺和恢复睡眠期间的大脑活动图。他们的分析强调了大脑区域的活动根据动物清醒的时间而变化。
在这些区域之一中，研究小组确定了两个重要的神经元群：GABA 能神经元和血清素能神经元。 GABA 和血清素是在大脑功能中发挥广泛作用的化学信使，但这些特殊的细胞似乎会导致睡眠压力的增加。
随着清醒状态的持续，两组都变得越来越活跃。睡眠开始后，它们的活性下降，这表明神经元是在响应累积的生物需求，而不是简单地标记动物是醒着还是睡着。
调高或调低睡眠压力
为了确定神经元是否只是跟踪觉醒或实际上导致睡眠，研究人员通过实验改变了它们的活动。激活这两个群体使小鼠睡眠时间更长、更深，产生类似于通常在长时间清醒后的恢复睡眠的模式。
抑制相同的神经元会产生相反的效果。老鼠的睡眠时间少得多，但仍保持警觉，这表明细胞的作用不仅仅是记录清醒时间。它们积极帮助将长时间的清醒转变为睡眠的冲动。
“这些神经元不仅仅发出动物已经醒来的信号，”席尔说。 “我们的实验表明，它们对于促进睡眠至关重要，并且可能是产生睡眠驱动力的神经回路的关键组成部分。”
结果提供了异常直接的证据，证明清醒时活跃的神经元会产生睡眠压力。它将产生睡眠需求的大脑系统与仅仅检测或响应睡眠需求的大脑系统分开。
小鼠睡眠时间减少 70%
当两个神经元群都受到长时间抑制时，出现了最引人注目的结果。这些小鼠的睡眠时间比平时减少了大约 70%，但大多数小鼠并没有表现出通常与睡眠不足相关的一些严重行为问题。
这种意想不到的反应表明睡眠持续时间和睡眠需求可能比之前假设的更容易分开。神经元似乎不仅影响动物的睡眠时间，还影响睡眠压力累积的强度。
为什么睡眠电路很重要
了解大脑如何让睡眠变得不可避免，最终可以改善对睡眠障碍、慢性睡眠不足以及生物体适应生理压力的方式的研究。
“未来的研究可以揭示这些神经元如何与大脑的其他部分相互作用，以及如何在分子水平上产生睡眠驱动力，”该研究的第一作者 William Joo 博士说。 “我们稳定地改变睡眠行为的能力也使我们能够探索对长期睡眠不足的适应——这可能最终揭示出赋予睡眠不足和其他生理挑战恢复能力的方法。”
总之，研究结果确定脑干 GABA 能和血清素能神经元是小鼠睡眠压力的主动驱动因素。它们在长时间清醒时变得更加活跃，并有助于启动随后的补偿性睡眠。
参考文献：William Joo、Clare Diester、Vassilis Bitsikas、Myrto Panopoulou、Amelia Hidalgo、Konstantinos Ntemos、Rodrigo C. G. Pena、Fabia Imhof、Iris Odstrcil、Flavio Donato、Geoffrey Fucile、Daniel Kroeger、Thomas E. Scammell 和 Alexander F. Schier 的“调节睡眠驱动力的唤醒激活神经元群”， 2026 年 8 月 19 日，《自然》。
DOI: 10.1038/s41586-026-10928-3
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