新发现的神经通路处理影响睡眠的急性光

伊利诺伊州埃文斯顿——为了检查时间或浪费时间，人们经常在半夜醒来，看看自己的智能手机。

尽管这种突然爆发的光线确实会让再次入睡变得更加困难，但西北大学的一项新研究表明，它不会干扰身体的整体昼夜节律。

研究人员首次直接测试了大脑如何处理短脉冲光来影响睡眠。他们发现大脑的不同区域负责短脉冲和长时间暴露在光线下。这一发现挑战了广泛接受和长期持有的观点，即所有的光信息都是通过大脑的视交叉上核(SCN)传递的，这将同步身体的睡眠/觉醒周期。

负责这项研究的西北大学的蒂芙尼施密特(Tiffany Schmidt)说：“在广泛使用电之前，我们暴露在光线和黑暗中的方式是非常可预测的。“但是光变得很便宜。我们都有屏幕非常明亮的智能手机。我们都在一天中错误的时间暴露了。了解这些不同类型的光信息是如何传递的，对大脑来说变得越来越重要。”

这篇论文将于7月23日发表在《电子生活杂志》上。施密特是西北大学温伯格文理学院神经生物学助理教授。这项研究是与弗雷德图雷克的实验室、温伯格神经生物学的查尔斯和艾玛莫里森教授以及国家精神健康研究所的部门负责人萨梅尔哈塔尔合作进行的。

当光进入眼睛时，被称为内在光敏视网膜神经节细胞(ipRGCs)的专门神经元将光信息传输到大脑。在西北大学研究之前，研究人员普遍认为所有的光信息都是通过SCN传递的，SCN是一个密集的下丘脑区域，被称为身体的昼夜节律起搏器。

施密特说：“光信息进入SCN，这是使所有人体时钟与光/暗周期同步的内容。”"这个主起搏器确保一切都同步。"

为了进行这项研究，施密特和她的团队使用了一个转基因小鼠模型，其中只有ipRGCs被投射到SCN-但没有其他大脑区域。因为老鼠在晚上活动，当它们暴露在光线下时就会睡着。然而，实验中的老鼠在晚上暴露在短脉冲光下时仍然保持清醒。老鼠的体温也和睡眠有关，对短时光照没有反应。

维持小鼠正常的睡眠/觉醒周期和正常的体温节律，表明其整体昼夜节律保持完整。这有助于解释为什么一夜无休的睡眠和智能手机的凝视可能会让你第二天感到疲劳，但对你的身体没有长期影响。

施密特说：“如果这两种效应——急性和长期光照——是由相同的方式驱动的，那么每一次轻微的光照都有完全改变我们身体昼夜节律的风险。”

现在，研究人员知道光响应系统遵循许多路径，施密特说，需要做更多的工作来绘制这些路径。首先，我们仍然不知道大脑的哪个部分负责处理急性光。

在了解更多信息后，研究人员可能知道如何优化照明，以提高那些需要照明的人(如护士、轮班工人和急救人员)的警觉性，同时减少昼夜节律大规模变化的有害影响。

施密特说：“一天中错误时间的光被认为是致癌物。”“我们希望人们在暴露在光线下时能够保持警惕，而不会造成与昼夜节律变化相关的健康风险，比如糖尿病、抑郁症甚至癌症。”

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