突破性发现：睡多久睡多深？大脑皮层说了算

撰文 | 王聪

大脑皮层（cerebral cortex），占据整个大脑体积的80%左右，负责许多复杂的现象，包括感知、思维、语言、注意力和记忆等等。

之前的研究中，通常通过对大脑皮层的活动来观察和记录睡眠/清醒状态，但牛津大学的一项最新研究则表明，实际上大脑皮层本身可能负责调控睡眠，包括睡多久、睡多深。

该研究于 2021年8月2日在线发表于神经科学顶级期刊Nature Neuroscience，题为：A role for the cortex in sleep–wake regulation。

该研究通过让小鼠大脑皮层特定区域的神经元失活，使小鼠每天的清醒时间增加了3小时，同时还不需要更深的睡眠来补偿。揭示了大脑皮层在睡眠调节系统中的重要作用。

小鼠的大脑解剖结构和睡眠机制与人类有着非常高的相似性，因此研究团队使用小鼠作为研究模型，在小鼠大脑中敲除了SNAP25基因，从而导致大脑皮层中的新皮质层第5层和海马体齿状回区域的神经元失活。

当大脑皮层中这些区域的神经元失活后，小鼠每天保持清醒的时间增加了3个小时。而小鼠的平均寿命大约为两年，这意味着它们一生中的“清醒时间”增加了整整三个月，这相当于人类的十年。

此外，尽管这些小鼠的清醒时间更长了，但它们对深度睡眠的需求似乎并未受到影响。在正常情况下，无论人类还是小鼠，保持更长的清醒时间会导致疲倦，从而需要更深的睡眠进行补偿。

但这项研究发现，这些清醒时间更长的小鼠却并不需要更深的睡眠。它们的生物钟似乎也完全没有受到白天清醒时间增加的影响。

该研究的第一作者Lukas Krone博士表示，这项研究发现了大脑皮层是睡眠调节系统的一部分，这为睡眠医学开辟了新的前景。意味着将来可能通过非侵入性脑刺激技术来改变大脑皮层活动，从而达到治疗睡眠障碍的目的。

该研究的共同通讯作者Vladyslav Vyazovskiy教授表示，大脑皮层在解剖学和功能上都非常复杂，因此很难研究，这也是为什么以前它在睡眠调控中的作用被忽视的原因。这项研究通过对大脑皮层特定区域的沉默为睡眠控制机制提供了新的视角，有望改变整个睡眠神经生物学领域。

该研究的共同通讯作者Zoltán Molnár教授表示，在过去几十年里，许多努力和资金都被用于研究皮层下结构对睡眠的调控，大脑皮层被忽视了，而这项研究发现大脑皮层对睡眠的调控，不得不说是一个很大的惊喜。

最后，研究团队表示，虽然这项研究迈出了重要的第一步，但还有更多的工作要做，尤其是大脑皮层对睡眠调控的细胞机制和神经回路。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00894-6