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山東拓普生物工程有限公司

Shandong Tuopu Biol-Engineering Co.,Ltd

這項(xiàng)工作是在Viviana Gradinaru(BS '05)的實(shí)驗(yàn)室中完成的，該實(shí)驗(yàn)室是生物學(xué)和生物工程學(xué)的助理教授，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所的研究員，天橋分子與細(xì)胞神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)以及Chrissy Chen神經(jīng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)。加州理工學(xué)院。

Gradinaru和她的團(tuán)隊(duì)想知道：面對(duì)迫在眉睫的最后期限，我們?nèi)绾慰朔�疲勞，或者在夜深人迷中喚醒自己，喂養(yǎng)一個(gè)哭泣的嬰兒?換句話說(shuō)，面對(duì)所謂的顯著刺激，我們?nèi)绾纬�越自然的睡眠�?dòng)力?

格拉迪納魯說(shuō)：“為回答這個(gè)問(wèn)題，我們決定檢查大腦的一個(gè)區(qū)域，稱為背側(cè)縫核，該區(qū)域中有一組被研究不足的多巴胺神經(jīng)元，稱為背側(cè)縫核神經(jīng)元或DRNDA神經(jīng)元。”“已經(jīng)證明，在大腦的這一部分受到損害的人們白天會(huì)過(guò)度嗜睡，但是人們對(duì)這些神經(jīng)元在睡眠/覺(jué)醒周期中的確切作用以及它們是否對(duì)內(nèi)源性或外源性刺激做出反應(yīng)尚無(wú)很好的了解。影響喚醒�！�

該團(tuán)隊(duì)研究了小鼠中的DRNDA神經(jīng)元，小鼠是用于研究人腦的模型生物。首先，研究小組測(cè)量了動(dòng)物遇到顯著刺激(例如潛在交配對(duì)象的到來(lái)，突然的不適感或食物)時(shí)DRNDA的活性。DRNDA神經(jīng)元在這些事件中非�；钴S，這導(dǎo)致研究人員得出理論認(rèn)為，神經(jīng)元會(huì)發(fā)送突顯和喚醒信號(hào)，然后可以調(diào)節(jié)睡眠或清醒狀態(tài)。

“然后我們?cè)谡麄�(gè)睡眠/喚醒周期中測(cè)量了DRNDA的活性，發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元在動(dòng)物睡覺(jué)時(shí)最不活躍，而在動(dòng)物醒來(lái)時(shí)活動(dòng)增加，”Ryan Cho說(shuō)道。紙。“我們旨在發(fā)現(xiàn)這僅僅是相關(guān)性還是神經(jīng)元的活動(dòng)是否實(shí)際上導(dǎo)致了睡眠覺(jué)醒狀態(tài)的改變�！�

研究人員使用了一種稱為光遺傳學(xué)的技術(shù)來(lái)改造DRNDA細(xì)胞，使其受到光的刺激。在動(dòng)物正常睡眠的時(shí)間內(nèi)用光刺激這些神經(jīng)元后，Gradinaru和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)老鼠從睡眠中醒來(lái)并保持清醒狀態(tài)。當(dāng)DRNDA的活性被化學(xué)抑制時(shí)，情況恰恰相反：即使面對(duì)刺激性的重要刺激，例如掠食者或交配伴侶的氣味，動(dòng)物也可能入睡。這表明DRNDA神經(jīng)元的活動(dòng)確實(shí)控制著睡眠-覺(jué)醒行為。

最后，研究人員檢查了這些神經(jīng)元在外部刺激引起的覺(jué)醒中的作用。神經(jīng)元的活動(dòng)因光遺傳學(xué)而沉默，并且在動(dòng)物入睡時(shí)發(fā)出很大的聲音。對(duì)照小鼠通常會(huì)醒來(lái)，而DRNDA受阻的小鼠通常會(huì)忽略聲音并保持睡眠狀態(tài)。