健康的睡眠可能依赖于长期忽视的脑细胞

对于我们花费三分之一的生活而做的事情,我们仍然仍然了解睡眠如何工作 - 例如,为什么有些人可以通过任何干扰深入睡觉,而其他人每天晚上经常折腾和转过数小时?为什么我们似乎都需要不同的睡眠休息?

几十年来,科学家们看着大脑神经元的行为来了解睡眠的性质。然而,现在,UC旧金山的研究人员已经证实了一种不同,长期的脑细胞脑细胞类型,以他们的明星形状命名 - an影响动物睡眠多长时间和多么深。作者说,该研究结果可以开辟探索睡眠疗法疗法,帮助科学家更好地了解与睡眠障碍有关的脑病,如Alzheimer和其他痴呆症。

“这是第一个有人对星形胶质细胞进行急性和快速操纵的第一个例子,并表明它能够实际影响睡眠,”这项研究的第一作者和UCSF的神经科学研究生学生。 “将星形胶质细胞定位为睡眠中的活跃球员。这真的很令人兴奋。“

当我们醒来时,我们的大脑是一个脱节的神经元声音,在他们中间喋喋不休,让我们通过生活的日常任务。但是,当我们睡觉时,发信号神经元的声音融入了一个统一的突发合唱,这是神经科学家称之为慢波活动。最近的研究表明,星形胶质细胞,而不仅仅是神经元,可能有助于触发这种开关。

包含估计的25%至30%的脑细胞,星形胶质细胞是一种所谓的胶质细胞,用无数浓密的卷须覆盖大脑。这种覆盖率允许每个单个星形胶质细节倾听数万个突触,神经元之间的沟通部位。丰富的细胞通过专业渠道彼此连接,研究人员认为可以允许位于大脑上的星形胶质功能作为一个统一网络。如新研究所示,2021年3月17日在 el.

“这可能会使我们的新见解不仅睡眠,而且患有睡眠失调是一种症状的疾病,”高​​级作者 基拉佩斯卡策策,博士学位,博士学位助理教授生物化学和生物物理学系。 “也许一些疾病正在以前没有想过的方式影响星形胶质细胞。”

Poskanzer和她的团队跟踪小鼠大脑中慢波活动的变化,同时使用可以在转基因动物的药物切换细胞的药物操纵星形胶质细胞。慢波活动可以以与地震的振动在地震仪上划伤的方式的大大方式表示。当大脑的醒着时,所得到的迹线通常是短而生涩的运动的密集涂鸦。但是,当慢波活动在睡眠的某些阶段开始时,信号会减慢,懒洋洋地环绕和下方,以产生深谷和高峰的迹象。研究人员发现,射击星形胶质细胞导致更慢的波浪活动 - 因此睡觉 - 在小鼠中。

但该团队希望在更精细的细节中检查星形胶质细胞的作用,询问这些细胞如何发挥其影响以及他们管理的睡眠的哪些方面。

除了加入相邻星形胶质细胞的专用连接外,这些细胞均填充多种受体分子,使它们响应来自神经元和周围其他类型的细胞的信号。在研究中,球队劫持了两种分子 - 所有的GI和GQ受体 - 并且发现它们各自似乎控制睡眠的独特方面。根据慢波测量,激活GQ受体使动物睡眠更长时间,但不更深入地,同时将GI受体接合到更深的沉睡中而不会影响睡眠持续时间。

“深度和持续时间是睡眠的各个方面,即使在神经科学中也经常被掩盖和集中在一起,”Vaidyanathan说。 “但是采摘这些不同的方面以及它们的规范将如何在创造更具体的睡眠治疗方面是重要的。”

该团队还发现星形胶质细胞活性长期达到大脑:触发皮质的一部分中的星形胶质细胞可能影响远处的神经元行为。 Poskanzer说,研究人员渴望进一步看待这种影响的程度,并继续研究不同的星形织肠受体如何共同努力冲击睡眠。

“人们失踪了什么,因为他们忽略了这群细胞?”她想知道。 “尚未回答睡眠神经病学的问题 - 也许他们尚未回答,因为我们没有看到正确的地方。”

作者: 基拉佩斯卡策策是高级和通讯作者,Trisha Vaidyanathan是该研究的第一个作者。其他作者是Max Collard,Sae Yokoyama和Michael E. Reitman,所有UCSF。

资金: 该研究得到了国家卫生研究所(R01NS099254,R01MH121446,R21DA048497),国家科学基金会(职业生涯1942360)和UCSF Genentech奖学金支持。

披露: 作者声明没有竞争利益。



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