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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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深圳先進(jìn)院等在調(diào)控睡眠結(jié)構(gòu)的神經(jīng)環(huán)路研究中取得進(jìn)展

2019-10-28 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院

【字體：大中小】

語音播報

　　10月24日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所腦圖譜中心在解析睡眠片段化的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制方面獲得進(jìn)展。相關(guān)研究成果“A serotonin-modulated circuit controls sleep architecture to regulate cognitive function independent of total sleep in Drosophila”發(fā)表在Cell子刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上。該研究與美國布蘭迪斯大學(xué)教授Leslie C. Griffith（共同通訊作者）團(tuán)隊合作完成，文章第一作者和共同通訊作者是研究員劉暢，同等貢獻(xiàn)第二作者為腦認(rèn)知與腦疾病研究所諾獎實驗室正高級工程師孟志強(qiáng)和布蘭迪斯大學(xué)博士Timothy D. Wiggin。

　　睡眠問題已成為全球性的課題和全社會關(guān)注的重大問題。目前，人們對于睡眠的研究，主要關(guān)注調(diào)控睡眠總量的神經(jīng)環(huán)路，而對獨(dú)立于調(diào)控睡眠總量的編碼睡眠質(zhì)量（即睡眠結(jié)構(gòu)）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知依然知之甚少。利用模式動物果蠅的豐富的遺傳資源背景、理想的腦結(jié)構(gòu)和腦功能的復(fù)雜度、分子作用機(jī)制的高度保守性以及較短的生命周期等優(yōu)勢，結(jié)合神經(jīng)生物學(xué)研究的前沿技術(shù)，上述論文既發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡眠片段化的神經(jīng)環(huán)路：信號輸入五羥色胺神經(jīng)元à神經(jīng)編碼整合中心橢球體(作用于 5-HT7受體)à信號輸出腦區(qū)（蘑菇體，扇形體，原腦橋）；又發(fā)現(xiàn)了睡眠片段化（反復(fù)覺醒，睡眠質(zhì)量差）可導(dǎo)致學(xué)習(xí)受損，而受損的學(xué)習(xí)可通過改善睡眠質(zhì)量而恢復(fù)到正常水平。研究人員還發(fā)現(xiàn)，敲除5-HT7受體或者阻斷該受體的功能，均可以改善睡眠質(zhì)量。

　　上述結(jié)果架起了五羥色胺與人類睡眠之間的鏈接橋梁，而5-HT7受體功能與哺乳動物具有高度的保守性，為改善、治療睡眠和認(rèn)知障礙提供了新的參考靶點(diǎn)。

　　論文鏈接

　　圖A，檢測果蠅睡眠的裝置示意圖。單只果蠅裝入一端盛有食物的小管中，另一端封口并扎孔通氣。在小管中央有一對紅外發(fā)射接收器。當(dāng)果蠅自由穿梭紅外發(fā)射器時，打斷紅外線信號，由此來記錄果蠅的活動特征。在果蠅中，如果有連續(xù)5分鐘沒有活動，就記錄為一個睡眠片段；圖B，檢測果蠅學(xué)習(xí)記憶的實驗范式。一群果蠅置入一個小管中，當(dāng)呈現(xiàn)氣味A時，電擊果蠅，當(dāng)呈現(xiàn)氣味B時，沒有電擊，隨后讓果蠅在呈現(xiàn)氣味A和氣味B的兩個小管中自由選擇。如圖所示，大部分果蠅選擇了“安全”氣味的小管，也即果蠅學(xué)會回避與電擊同時出現(xiàn)的氣味；圖C，該研究結(jié)果的理論模型示意圖。五羥色胺(5HT)這種神經(jīng)遞質(zhì)輸入到果蠅腦內(nèi)橢球體(EB)，通過作用于特定的5HT7受體以及EB內(nèi)另一類神經(jīng)元（VT），再將信號傳導(dǎo)到EB外的腦結(jié)構(gòu)蘑菇體（MB）、扇形體（FB）、原腦橋（PB）完成對睡眠質(zhì)量的調(diào)控。EB內(nèi)兩類神經(jīng)元之間相互作用，信息整合后導(dǎo)致行為輸出。

　　10月24日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所腦圖譜中心在解析睡眠片段化的神經(jīng)調(diào)控機(jī)制方面獲得進(jìn)展。相關(guān)研究成果“A serotonin-modulated circuit controls sleep architecture to regulate cognitive function independent of total sleep in Drosophila”發(fā)表在Cell子刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上。該研究與美國布蘭迪斯大學(xué)教授Leslie C. Griffith（共同通訊作者）團(tuán)隊合作完成，文章第一作者和共同通訊作者是研究員劉暢，同等貢獻(xiàn)第二作者為腦認(rèn)知與腦疾病研究所諾獎實驗室正高級工程師孟志強(qiáng)和布蘭迪斯大學(xué)博士Timothy D. Wiggin。
　　睡眠問題已成為全球性的課題和全社會關(guān)注的重大問題。目前，人們對于睡眠的研究，主要關(guān)注調(diào)控睡眠總量的神經(jīng)環(huán)路，而對獨(dú)立于調(diào)控睡眠總量的編碼睡眠質(zhì)量（即睡眠結(jié)構(gòu)）的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)知依然知之甚少。利用模式動物果蠅的豐富的遺傳資源背景、理想的腦結(jié)構(gòu)和腦功能的復(fù)雜度、分子作用機(jī)制的高度保守性以及較短的生命周期等優(yōu)勢，結(jié)合神經(jīng)生物學(xué)研究的前沿技術(shù)，上述論文既發(fā)現(xiàn)了調(diào)控睡眠片段化的神經(jīng)環(huán)路：信號輸入五羥色胺神經(jīng)元à神經(jīng)編碼整合中心橢球體(作用于 5-HT7受體)à信號輸出腦區(qū)（蘑菇體，扇形體，原腦橋）；又發(fā)現(xiàn)了睡眠片段化（反復(fù)覺醒，睡眠質(zhì)量差）可導(dǎo)致學(xué)習(xí)受損，而受損的學(xué)習(xí)可通過改善睡眠質(zhì)量而恢復(fù)到正常水平。研究人員還發(fā)現(xiàn)，敲除5-HT7受體或者阻斷該受體的功能，均可以改善睡眠質(zhì)量。
　　上述結(jié)果架起了五羥色胺與人類睡眠之間的鏈接橋梁，而5-HT7受體功能與哺乳動物具有高度的保守性，為改善、治療睡眠和認(rèn)知障礙提供了新的參考靶點(diǎn)。
　　論文鏈接
　　圖A，檢測果蠅睡眠的裝置示意圖。單只果蠅裝入一端盛有食物的小管中，另一端封口并扎孔通氣。在小管中央有一對紅外發(fā)射接收器。當(dāng)果蠅自由穿梭紅外發(fā)射器時，打斷紅外線信號，由此來記錄果蠅的活動特征。在果蠅中，如果有連續(xù)5分鐘沒有活動，就記錄為一個睡眠片段；圖B，檢測果蠅學(xué)習(xí)記憶的實驗范式。一群果蠅置入一個小管中，當(dāng)呈現(xiàn)氣味A時，電擊果蠅，當(dāng)呈現(xiàn)氣味B時，沒有電擊，隨后讓果蠅在呈現(xiàn)氣味A和氣味B的兩個小管中自由選擇。如圖所示，大部分果蠅選擇了“安全”氣味的小管，也即果蠅學(xué)會回避與電擊同時出現(xiàn)的氣味；圖C，該研究結(jié)果的理論模型示意圖。五羥色胺(5HT)這種神經(jīng)遞質(zhì)輸入到果蠅腦內(nèi)橢球體(EB)，通過作用于特定的5HT7受體以及EB內(nèi)另一類神經(jīng)元（VT），再將信號傳導(dǎo)到EB外的腦結(jié)構(gòu)蘑菇體（MB）、扇形體（FB）、原腦橋（PB）完成對睡眠質(zhì)量的調(diào)控。EB內(nèi)兩類神經(jīng)元之間相互作用，信息整合后導(dǎo)致行為輸出。
　　

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