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溫度高容易犯困？Nature表示恰恰相反
點擊次數(shù)：1376 發(fā)布時間：2018-7-2
我們一直說空調(diào)溫度調(diào)太高容易犯困，仿佛人體會對環(huán)境中較高的溫度做出反應(yīng)，進入睡眠模式一般。然而，本周發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然》上的一項研究卻表明，大腦中的一些關(guān)鍵神經(jīng)元會不斷監(jiān)控溫度，而較低的溫度會讓它們激活，催生睡意。這項看起來有悖常識的發(fā)現(xiàn)和生物鐘有關(guān)。
生物鐘是生物學(xué)中的一個重大發(fā)現(xiàn)。幾代科學(xué)家的努力發(fā)現(xiàn)，晝夜交替帶來的光線和溫度變化，會通過生物鐘影響到生物的生理、行為、乃至代謝。2017年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，也是對這些發(fā)現(xiàn)的認可。
“諾貝爾獎得主以及其他實驗室?guī)资陙淼墓ぷ鳎芎玫亟忉屃斯鈺绾握{(diào)控生物鐘，但溫度調(diào)控生物鐘的細節(jié)還不是很清楚。”該研究的共同作者，美國密西根大學(xué)（University of Michigan）分子、細胞與發(fā)育生物學(xué)系的Swathi Yadlapalli博士說道。
為了了解生物鐘如何獲取溫度信息，研究人員們與密西根大學(xué)機械工程系的學(xué)者們展開合作，并在共同作者Chang Jiang博士的協(xié)助下，開發(fā)了一款即能光學(xué)成像，又能調(diào)控溫度的系統(tǒng)。隨后，他們在模式生物果蠅中開展研究，想要了解在高溫或低溫的刺激下，果蠅控制生物鐘的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里會出現(xiàn)怎樣的變化。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度較低時，果蠅腦中的DN1ps神經(jīng)元（posterior dorsal neurons 1）會被激活，而這一現(xiàn)象會被較高的溫度所抑制。有趣的是，這是一類能“醞釀睡意”的神經(jīng)元。換句話說，當(dāng)這些神經(jīng)元感受到低溫時，就會讓生物產(chǎn)生困意，昏昏欲睡。
可這些神經(jīng)元又是怎樣去感知溫度的呢？為了回答這個問題，研究人員們進一步對果蠅的大腦進行了分析。先前的一些研究表明，果蠅的觸毛（aristae）中含有感受溫度的受體。研究人員因此移除了果蠅的觸毛，想了解溫度是否還會影響到DN1ps神經(jīng)元的激活。果不其然，移除了觸毛的果蠅，DN1ps隨低溫的激活受到了嚴重影響。而單獨取出的果蠅大腦在低溫下，也不會引起DN1ps神經(jīng)元的激活。這些結(jié)果表明，雖然位于大腦之中，這些DN1ps神經(jīng)元的正常工作，卻需要依靠外周感受溫度的受體。
“看起來，生物鐘神經(jīng)元能從外部的溫度受體里獲得溫度的信息，用來指導(dǎo)果蠅何時入睡。這套機制從根本上看，和人類是一樣的，”該研究的通訊作者、密西根大學(xué)的Orie T. Shafer教授說道：“當(dāng)溫度下降時，這些促進睡眠的神經(jīng)元會被激活，讓睡眠活動的周期與外部氣溫的周期同步化。這也能解釋哺乳動物為何在體溫下降時開始睡眠。”
如果人類經(jīng)證實，的確有著一致的生物學(xué)機制，那么當(dāng)我們晚上失眠時，或許調(diào)低空調(diào)溫度，會是一個不錯的催眠方式