嗜睡可能是由我们大脑的电力过载引发的
由于无法入睡,我们发现无法睁开眼睛,集中思想。一项基于果蝇的新研究可能已经确定了这种生物摇篮曲的起源,并加深了对我们在细胞水平上休息的需求的了解。
英国牛津大学的研究人员已经确定我们细胞的线粒体负责在身体必须尽快闭眼时发出信号。
研究人员认为,这些微小的发电机会导致睡眠调节神经元出现一种代谢超负荷,简单来说,这表明我们的大脑何时处于空运行.通过睡眠,这种超负荷可以重置,确保大脑保持健康状态。
“我们开始了解睡眠的用途,以及为什么我们觉得需要睡觉,”说生理学家 Gero Miesenböck。“尽管进行了数十年的研究,但没有人确定明确的物理触发因素。”
“我们的研究结果表明,答案可能在于为我们身体提供能量的过程:有氧代谢。”
该团队研究了果蝇负责调节睡眠的神经元,果蝇与人类具有足够的生物学相似性,使它们可用于研究。通过比较休息良好和睡眠不足果蝇,研究人员确定了基因活性和电信号传导的差异。
研究发现,睡眠不足的大脑中超负荷的线粒体会释放电子,从而增加有害废物的产生。睡眠调节神经元通过超速运转来对这些分子做出反应,使睡眠成为生物学的重中之重。
“你不希望你的线粒体泄漏太多电子,”说神经科学家拉斐尔·萨纳塔罗。“当它们这样做时,它们会产生损害细胞的反应性分子。”
对果蝇进行基因工程改造,其睡眠调节细胞中产生更高的电子,导致果蝇也睡得更多。同样,电子生成水平降低的苍蝇睡眠时间也更少。
当然,睡眠还有其他压力,从每天喝多少咖啡到调整你的昼夜节律– 告诉您的身体何时该睡觉的内部时间表。但现在我们有了一种控制睡眠的实际细胞机制,并展示了为什么我们离不开它。
我们了解的有关睡眠的任何新知识都可以为睡眠障碍甚至神经系统疾病的治疗提供信息,例如阿尔茨海默氏症.这些疾病与睡眠和方式密切相关它保护大脑,与线粒体的联系可能是未来研究要研究的内容。
该研究还连接了新陈代谢、睡眠和寿命之间的一些点。小型动物倾向于睡得更多寿命更短,线粒体的活动——以及需要清理的废物——可能是部分原因。
“这项研究解答了生物学的一大谜团,”说萨尔纳塔罗。“我们为什么需要睡眠?答案似乎写在我们的细胞将氧气转化为能量的方式中。
该研究已发表在自然界.