在不损害认知和健康的情况下保持清醒的秘诀

新的动物研究表明，很少被研究的星形胶质细胞是控制睡眠需求的主要细胞，有一天可能会帮助人类长时间不睡觉，而不会产生精神疲劳和身体健康受损等负面后果。

这项发表在 《神经科学杂志》上的研究发现，激活这些细胞可以让小鼠在正常休息的情况下保持清醒几个小时，而不会让它们变得更困。

资深作者马科斯说：“延长的清醒时间通常会增加睡眠时间和强度，但我们在这项研究中看到的是，尽管增加了几个小时的清醒时间，但这些小鼠在睡眠时间和深度方面与休息良好的对照组并没有什么不同。”弗兰克(Frank)是华盛顿州立大学埃尔森·S·弗洛伊德医学院的神经科学家和教授。“这开启了一种可能性，即我们有一天可能会采取针对星形胶质细胞的干预措施，以减轻长时间清醒的负面后果。”

轮班工人和军队的潜在应用

弗兰克设想，这可能包括可用于提高轮班工人和其他长时间或非正常工作时间的人员(例如急救人员和军事人员)的生产力、安全和健康的药物。睡眠不足和不合时宜的睡眠已被证明会影响各种关键过程，包括注意力、认知、学习、记忆、新陈代谢和免疫功能。

星形胶质细胞：不仅仅是大脑的“粘合剂”

星形胶质细胞是与神经元相互作用的非神经元细胞类型，神经元是将易于测量的电信号从大脑传输到身体其他部位的脑细胞。星形胶质细胞以前被认为只是将大脑粘合在一起的“粘合剂”，但最近被证明通过一种更微妙且难以测量的钙信号传导过程，在各种行为和过程中发挥着积极作用。这包括 华盛顿州立大学之前的一项研究 ，该研究表明，抑制整个大脑的星形胶质细胞钙信号传导会导致小鼠在睡眠剥夺后睡眠需求减少。

在这项研究中，研究人员专门研究了基底前脑中的星形胶质细胞，该大脑区域在确定睡眠和清醒时间以及睡眠需求方面发挥着关键作用。他们使用化学遗传学(一种控制和研究脑细胞内信号通路的方法)激活这些星形胶质细胞，发现这导致小鼠在正常睡眠期间保持清醒 6 小时或更长时间。更重要的是，研究人员没有看到睡眠时间或睡眠强度随着觉醒程度的增加而发生变化，正如预期的那样。

第一作者、俄亥俄州立大学神经科学助理教授阿什利·英吉奥西 (Ashley Ingiosi) 表示：“我们的研究结果表明，我们对睡眠的需求不仅与之前醒来时间有关，而且还受到这些长期被忽视的非神经元细胞的驱动。”在华盛顿州立大学弗兰克实验室担任博士后研究员期间进行了这项研究。“我们现在可以开始查明星形胶质细胞如何与神经元相互作用以触发这种反应，以及它们如何驱动大脑不同部位的睡眠表达和调节。”

未来的研究方向

接下来，研究人员计划对小鼠进行行为测试，以确定激活基底前脑星形胶质细胞以诱导觉醒可能如何影响睡眠需求之外的其他过程，例如注意力、认知、学习、记忆、新陈代谢和免疫功能。为了至少获得对注意力和认知的潜在影响的一些迹象，他们在本研究中观察了这两个过程的脑电图标记，发现它们与休息良好的对照组中看到的类似。

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