Nature重磅丨找到困意的源头！巴塞尔大学锁定产生困意的关键神经元，揭示睡眠压力的生成机制

为什么熬完整夜之后，困意会变得难以抵挡？明明身体十分疲惫，困意又是在大脑中如何逐步累积的？我们日常感受到的睡眠压力，究竟是哪些神经细胞在默默调控？长久以来，睡眠压力的神经环路机制并没有被完整解析。

2026年8月19日，巴塞尔大学Alexander F. Schier教授团队在《Nature》上发表研究“Wake-activated neuronal populations that regulate sleep drive”。

该研究在小鼠中定位中缝正中核与前内侧视前区编码睡眠缺失的神经元，证实中缝正中核内 GABA 能与 5‑羟色胺能神经元协同生成睡眠压力；抑制两类细胞可大幅减少睡眠，小鼠却未出现严重睡眠剥夺带来的典型行为缺陷，揭示了睡眠驱动力产生的关键神经基础。

大脑哪个区域记录我们清醒了多久？

团队设置睡眠剥夺、恢复睡眠、昼夜节律多组实验，检测即刻早期基因FOS标记的神经元激活信号，并将全脑神经元响应划分为 3 类，1 型为早期激活，对应外界刺激；2 型在恢复期睡眠阶段激活。

结果显示，3 型随清醒时长累积激活、睡眠后信号回落，对应睡眠缺失信号。3 型响应集中于皮层下脑区，其中中缝正中核（MR）、前内侧视前区（aMPO）在两种不同睡眠剥夺范式下均出现激活，且在小鼠自然清醒的夜间也存在活性升高，符合睡眠压力编码特征，成为后续重点研究对象。研究还搭建公开网页数据集，可供浏览全部全脑激活数据。

因此，全脑筛查锁定中缝正中核和前内侧视前区，它们的活动随清醒时长累积，是困意的神经信号。

操控这些神经元，能改变困意吗？

团队利用TRAP2工具特异性标记睡眠剥夺过程中激活的神经元（Deprivation TRAP细胞）。

化学遗传激活 MR、aMPO 的该类细胞，小鼠非快速眼动睡眠时长、δ 波睡眠强度显著上升，模拟睡眠剥夺后的反弹睡眠。抑制该类细胞，小鼠基础睡眠减少，清醒片段持续时间变长，睡眠剥夺过程中尝试入睡的次数显著下降，睡眠压力累积变慢。 投射示踪显示 MR 剥夺响应神经元投射多个皮层下睡眠相关脑区；选择性激活投向外侧视前区（LPO）的 MR 神经元，即可提升非快速眼动睡眠，证明 MR 可通过下游视前区环路发挥促睡眠作用。

因此，激活MR/aMPO剥夺响应神经元→促进睡眠；抑制它们→减少睡眠，双向调控验证其核心作用。

解读：该结果揭示了MR→LPO这一促睡眠环路。MR的剥夺响应神经元投射多个皮层下睡眠相关脑区，其中选择性激活→LPO即可促睡眠。这为理解睡眠调控的环路级机制提供了新节点。

MR里是哪类神经元在“制造困意”？

MR 内睡眠剥夺响应神经元主要为 GABA 能、5‑羟色胺能神经元，谷氨酸能神经元则起到促清醒作用。

睡眠剥夺会特异性提升 GABA 能神经元固有兴奋性，膜电位去极化、放电阈值降低。两类促睡眠神经元共激活可协同放大睡眠效应；长期共同抑制二者，小鼠非快速眼动睡眠下降接近 70%，大部分小鼠可以存活，睡眠剥夺后不再出现入睡尝试和睡眠反弹，δ 功率积累明显减弱。

尽管睡眠时间大幅缩减，小鼠运动能力、条件性恐惧记忆的编码与长期储存能力未出现严重损伤，仅小部分个体出现死亡。

因此，MR内GABA能和5-羟色胺能神经元协同产生困意；抑制它们可使睡眠减少70%，但小鼠不出现严重行为缺陷。

解读：该结果区分了“睡眠量改变”和“睡眠驱动力生成”两种不同的生理现象。抑制促睡眠神经元后，小鼠睡眠减少70%，但不出现传统睡眠剥夺的典型行为缺陷（如认知、运动损伤）。这表明睡眠时间的减少不一定会导致功能损害，关键在于睡眠压力是否被正常生成。

一张图看懂：睡眠压力与睡眠量可分离

该研究通过全脑活性筛查锁定中缝正中核、前内侧视前区为睡眠压力编码核心脑区；证实中缝正中核 GABA 能、5‑羟色胺能神经元在清醒时长增加时兴奋性上调，共同介导睡眠驱动力的积累。

抑制上述细胞可以削弱机体睡眠压力信号，大幅降低睡眠需求；即便睡眠时长剧烈下降，存活小鼠也没有出现传统严重睡眠剥夺对应的典型行为缺陷。本工作厘清睡眠压力生成的细胞与环路基础，区分 “睡眠量改变” 和 “睡眠驱动力生成” 两种不同生理现象。

对比维度

正常小鼠

抑制MR GABA/5-HT神经元

NREM睡眠时长

正常

↓近70%

睡眠压力积累（δ功率）

随清醒上升

大幅减弱

睡眠剥夺后反弹睡眠

显著增加

消失

认知/运动行为

正常

无明显损伤

小编寄语：

不知道你有没有过熬夜之后，困意排山倒海涌来的体验？这项研究告诉我们，这份难以抗拒的困意，是大脑特定神经元随着清醒时间不断累积信号带来的。

该研究帮助我们理解睡眠压力从哪里产生，也为未来改善睡眠相关困扰点亮新思路。期待后续更多研究，把这些来自小鼠的发现，转化为能真正惠及普通人睡眠健康的方案。

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10928-3

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