新的研究提供了快速入睡或完全清醒的线索。研究人员在研究果蝇时发现，大脑神经元会适应帮助果蝇在危险情况下保持清醒，并帮助它们在紧张的一天后入睡。来自圣路易斯华盛顿大学医学院和堪萨斯城密苏里大学的研究结果在线发表在《公共科学图书馆·生物学》上，可能会导致治疗失眠和改善人们睡眠质量的新方法。
“如果你生病或睡眠不足，或者你刚刚学到了一些新东西，你就会睡得更多，”华盛顿大学神经科学教授、共同通讯作者 Paul Shaw 博士说。“但如果发生了危险的事情，你的大脑会说，‘不，不，不，不。现在不是睡觉的时候。我不在乎你有多累。’ 调节睡眠的神经元可以区分安全时的睡眠和危险时的睡眠。”
果蝇的睡眠习惯和我们很像。苍蝇白天活跃，晚上睡觉，下午喜欢小睡，特别是在炎热的日子里。咖啡因使它们保持清醒，使我们入睡的药物也对苍蝇起作用。
不过，有一个关键的区别：它们的大脑比我们的小一百万倍，这使得识别每个神经元在控制飞行行为中所起的作用成为可能。Shaw 和共同通讯作者 Stephane Dissel 博士(密苏里大学生物科学助理教授，在华盛顿大学担任博士后研究员时开始从事该项目)专注于控制苍蝇是否睡觉的24 个脑神经元或醒来。
这些神经元通过称为神经递质的化学信使接收并响应其他神经元发送的睡眠信号。研究人员调查了影响睡眠行为的经历是否会改变这 24 个神经元对促进清醒的神经递质多巴胺的反应。谷氨酸，促进睡眠;和 allatostatin A，它也促进清醒。此前已知 Allatostatin A 在摄食行为中发挥作用。作为这项研究的一部分，研究人员表明它在调节睡眠方面也发挥着作用。
睡眠可以增强记忆力和学习能力，并培养创造力。经过智力挑战的一天后，人和苍蝇都睡得更多。作为这项研究的一部分，研究人员表明，生活在拥挤的社会环境中或学习新的行为会触发果蝇睡眠神经元的分子变化，使它们对多巴胺的敏感性降低，因此更加困倦。
另一方面，当研究人员通过在睡眠时间定期摇晃它们居住的小瓶来警告果蝇时，果蝇的大脑会同时产生 allatostatin A 和谷氨酸。两种相反的睡眠信号的组合使苍蝇保持清醒，尽管它们很累以应对他们认为的危险情况。自然失眠苍蝇的睡眠神经元——这种昆虫孵化时的睡眠时间只有普通苍蝇的一半——对睡眠神经递质反应异常，这表明它们的大脑调节睡眠的方式存在先天缺陷。
“很多人睡得不好，我们真的不知道为什么，”肖说。“我们的数据表明，大脑中的睡眠中心如何解释神经信号存在遗传倾向。如果系统误入歧途，那么你会得到这些相互矛盾的信号：你累了，但你无法入睡。了解这些相互冲突的信号是如何产生的，我们就可以开始思考如何为人们设计治疗方法。”
有趣的是，一种干预措施似乎对睡眠质量产生了持久的改善：限时进食。果蝇通常整天都在吃东西，但在这项研究中，研究人员将果蝇的食物获取时间限制在上午 8 点到下午 5 点之间。一周后，果蝇的睡眠神经元对多巴胺更加敏感，并且这种敏感性在返回后持续数天到正常的喂养计划。研究人员说，这些苍蝇睡得更少，但它们没有表现出疲倦的迹象，这表明它们的睡眠质量有所改善。
“限时饮食现在是一个热门话题，”肖说。“声称将你的食物摄入量限制在一天中的特定时间会帮助你睡得更好，并保持健康的体重。这对人有效的证据好坏参半。但在苍蝇中，我们的数据表明睡眠质量会随着时间的限制而提高喂食。限时喂食和睡眠调节之间可能存在交叉点，我们可以利用它来帮助人们睡得更好。”
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