在冬天的时候起床为什么会感觉很困难?
冬天可能已经来了,在寒冷的日子里起床对多数人来说都是一件非常困难的事情,温度影响几乎所有生物的行为,神经生物学家发现了导致这种影响的线索。在对果蝇的一项研究中,研究人员设计了一个“温度计”电路,将有关外部寒冷温度的信息从果蝇的触角传递到大脑。他们通过这个回路展示,季节性寒冷和黑暗的条件会抑制果蝇大脑中促进清醒的神经元,尤其是在早上。
当然对于人类来说,还有一个很重要的原因就是,被窝外的温度让我们瑟瑟发抖,从温暖的被窝出来到穿好衣服是一个艰巨的任务。温伯格艺术与科学学院神经生物学副教授马可·加利奥 (Marco Gallio) 说:“这有助于解释为什么对于苍蝇和人类来说,在冬天早上醒来都如此困难。通过研究果蝇的行为,我们可以更好地了解温度为什么对调节睡眠如此重要。”
确定了这些神经元后,研究人员一直跟踪到它们大脑中的目标,他们发现这些信息的主要接收者是一小组大脑神经元,它们是控制活动和睡眠节奏的神经网。果蝇是昼夜节律生物学的经典模型系统,研究人员在该领域研究控制我们 24 小时休息和活动周期的机制。当前许多工作的重点是外部线索的变化如何影响活动和睡眠的节奏,以及这些线索如何到达控制这些反应的特定大脑回路。
温度传感是最基本的感官方式之一,无论是苍蝇还是人类,感觉系统都必须解决同样的问题。睡眠受损的后果有很多,疲劳、注意力不集中、学习能力差和无数健康问题,但我们仍然不完全了解大脑是如何调节睡眠的,外部条件的变化又是怎样影响睡眠动力和质量的。总体而言,该研究在很大程度上依赖于研究神经元活动和这些神经元对行为的作用。为此,研究人员开发了新工具,并结合解剖学研究、神经遗传学和行为监测方法,在转基因果蝇中进行这些实验。