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睡觉和繁衍,是动物生存的两大刚需,可二者经常互相“抢资源”。不少雄性动物为了繁衍,会主动压缩睡眠时间:有的鸟儿繁殖季少睡觉,争取更多求偶机会;部分小动物更是宁可少睡,也要守护配偶、抢占繁衍优势。有意思的是,同样经历交配,雌雄动物的睡眠反应却大不一样。一般以为交配结束后,身体耗光体力就该犯困补觉,但小鼠却出现了反常识现象:雄鼠交配完成之后反而睡不着、睡得少,雌鼠却不受影响。
基于此,2026年9月2日,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心张哲、复旦大学义乌研究院青年研究员曹华腾等团队在《Science Advances》杂志发表了“A male-biased hypothalamic circuit modulates postmating sleep suppression in mice”揭示了一条雄性偏向的下丘脑神经回路,可调节小鼠交配后的睡眠抑制。
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研究发现,雄性小鼠交配后会睡得更少、入睡延后,雌性却没有这种变化。雄鼠交配时,大脑里负责促睡眠的Rxfp1神经元会被抑制;激活它就能恢复正常睡眠。进一步找到上游 BNSTpr 神经元,它通过抑制性信号专门压制这套促睡眠细胞,激活这条通路能直接把雄鼠唤醒,交配后该通路还会持续活跃。正是BNSTpr‑POARxfp1这条雄性专属神经环路,接收交配信号,造成雄鼠交配后睡眠减少。
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图一 为啥雄鼠交配后不爱睡觉?
为研究性别差异的睡眠调控神经机制,作者观察交配行为对小鼠睡眠的影响。
实验把雌鼠放进单笼饲养的雄鼠笼内,让二者发生交配或普通社交,用摄像头记录行为。结果发现,完成交配的雄鼠,站着的时间变多、理毛变少,迟迟没法进入安静休息状态,休息总时间也变短。
通过脑电、肌电进一步检测睡眠,证实交配后雄鼠的非快速眼动、快速眼动睡眠都明显变少,清醒时间增加,入睡时间延后,但睡眠深度没有改变。
分析还发现,睡眠减少程度只和射精时长负相关,跟爬跨、插入时间没关系,说明射精才是造成睡眠被抑制的关键。
为排除交配欲望不同带来的干扰,让同一批雄鼠分别面对愿意交配、拒绝交配的雌鼠。两组雄鼠求偶爬跨的次数差不多,交配动机水平一致,但只有交配成功的雄鼠才会出现睡眠变差。而雌鼠交配之后,睡眠没有明显改变。
也就是说,交配之后睡眠受抑制是雄性小鼠特有的现象。
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图二 睡眠‑清醒状态切换,神经元会如何变化?
为搞清楚 POARxfp1神经元平时怎么调控睡眠,作者先观察它的活动和大脑状态的关系。
作者做睡眠剥夺‑补觉实验发现:小鼠补觉的时候,这类神经元被激活的比例明显更高,说明它在睡觉的时候活动变强,和转录组结果吻合。
光纤钙信号记录显示,不管雌雄小鼠,这类神经元在非快速眼动睡眠时最活跃,清醒、快速眼动睡眠时活性变低,雌性的信号反应还更强。大脑状态切换也能看到变化:进入非快速眼动睡眠,神经元就兴奋;转成清醒或者快速眼动睡眠,活性就回落,提示它参与睡眠调控。
接着用化学遗传、光遗传做双向操控验证功能:激活 POARxfp1,雌雄小鼠都会睡得更多,增加非快速眼动睡眠,减少清醒时间,诱导出来的睡眠和自然睡觉的脑电波特征几乎一样;反过来抑制它,小鼠的非快速眼动睡眠就变少,清醒变多,入睡和睡安稳都出问题。
上述效果雌雄小鼠表现一致,对照组没有异常。
也就是说,POARxfp1神经元是促进、维持非快速眼动睡眠必不可少的关键细胞。
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图三 是谁在交配后“关掉”促睡眠神经元?
实验证明,POARxfp1神经元原本负责促睡眠,但雄鼠交配后它会被专门抑制,说明有雄性特有的上游信号在起作用。
通过病毒反向溯源,找到了关键上游脑区BNSTpr,它给促睡眠神经元输出大量抑制信号,而且雄性小鼠的这条连接明显更多,属于 GABA 抑制类神经元。
钙成像看到:雄鼠交配后,BNSTpr这条通路会持续活跃至少十分钟;快要发生清醒‑睡眠切换时,它的活性就提前改变。
抑制这条通路,雄鼠交配后睡眠就能恢复;激活通路,只有雄鼠会被唤醒、睡眠变少,雌鼠不受影响。
综上:BNSTpr到 POARxfp1这条抑制性通路,就是造成雄性小鼠交配后睡不着的关键开关。
总结
由于性选择是一种复杂且动态的策略,可以想象,在其他哺乳动物物种中,睡眠与繁殖行为之间可能存在不同的相互作用模式。该研究确定了大脑中繁殖与睡眠控制回路之间的一个相互作用节点,为未来研究解析这种复杂的调节机制提供了理论框架。
文章来源:
10.1126/sciadv.aeb6839
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