上海
日常生活中，大多数人都有过这样的体验：熬夜之后，第二天哪怕坐着不动，眼皮也会不受控制地打架。又或者，早上打起精神出门，但吃过午饭就开始犯困，困意在下午还会越来越强。这种随着清醒时间延长而不断增强的困意，被称为“睡眠驱动力”。它像一只不断充气的气球，随着压力越来越大，直到推动你不可阻挡地选择入睡。
但长期以来，科学家一直不清楚，大脑究竟是如何记录“清醒了多久”，又是如何把它转化为非睡不可的信号的。今日，《自然》杂志一项研究终于揭开了其中的谜团，研究人员在小鼠大脑中找到了一类监控清醒、控制困意的神经元，这些神经元专门监测长时间清醒，并主动促进睡眠，这为破解睡眠驱力的神经机制补上了重要的一块拼图。
为了找到记录清醒时间的神经结构，研究者设计了一套精巧的实验。他们让小鼠经历正常的睡眠-清醒循环、6小时睡眠剥夺以及随后的恢复性睡眠，并在不同时间点对小鼠大脑神经元进行了追踪分析。
结果发现，大脑中有一些区域的活动模式与清醒时长高度吻合。它们像记账本一样，清醒越久就越活跃，一旦入睡后活性就逐渐下降。而在中缝核区域，研究者锁定了两类神经元：GABA能神经元和血清素能神经元。它们分别通过释放神经递质GABA和血清素来调节神经活动，在长期清醒时会被逐渐激活。
但仅仅看到这些神经元被激活，还不能证明它们就是造成困意的原因。它们可能只是清醒状态的“旁观者”，而非主动推动睡眠的“推手”。为了区分这两种可能，研究者用光遗传学和化学遗传学手段，人为控制了这些神经元的活性。
图片来源：123RF
当他们激活中缝核的GABA能和血清素能神经元时，原本精神的小鼠立刻表现出强烈的睡意，小鼠睡得更多、睡得也更深。脑电图显示，它们的非快速眼动睡眠时间显著延长，慢波活动增强，这是睡眠压力增大时的典型标志。换句话说，在没有任何睡眠剥夺的情况下，仅仅激活这些神经元，就足以让小鼠认为“清醒太久，该睡觉了”。
而当研究者抑制这些神经元时，情况完全相反：小鼠的睡眠大大减少，能够保持长时间清醒，并且不容易被“催促”入睡。这表明，这些神经元并不仅仅是反映清醒状态的仪表盘，而是真正参与制造睡眠驱力的执行机构。
更令人惊讶的是，研究者在数天内持续抑制小鼠中缝核的这两类神经元，结果小鼠的睡眠量减少了大约70%。按照以往的经验，睡眠如此严重缺失必然会导致行为异常、认知受损。但实验中的大多数小鼠却表现得出奇地“正常”，它们能保持高度专注的清醒状态，甚至还能正常完成记忆任务。
图片来源：123RF
这暗示了一个可能性：这些小鼠并不是忍住了困意，而是它们的大脑根本没有积累起多少睡眠压力，没有意识到该睡了。换句话说，它们不是患上了失眠症，更像是变成了“天生的短睡者”，对睡眠的需求本来就低。不过，这种状态并非没有代价，约17%的小鼠在长期抑制中死亡，这说明即使个体没有意识到睡很少，但长期睡眠剥夺对某些个体而言依然是致命的。
这项研究的意义，不仅在于找到了一个“困意开关”，更在于改变了我们对睡眠驱动力的理解。过去关于睡眠调节的模型，往往依赖“睡眠中枢”和“清醒中枢”的相互抑制，但新研究发现，中缝核中的这些神经元能够主动地、单向地积累睡眠压力，并促成深度睡眠。
未来，科学家还能在此基础上继续探索：为什么这些神经元会在清醒时逐渐兴奋？它们在分子层面是如何记录时间的？回答这些问题，有望在未来帮助人类更好地利用这些神经元主动调节睡眠，在需要的时候关闭“困意开关”，在需要休息的时候放心入睡。
参考资料：
[1] Joo, W., Diester, C., Bitsikas, V. et al. Wake-activated neuronal populations that regulate sleep drive. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10928-3
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