Nature子刊揭示:青少年时期睡眠不足,或将引发成年后社恐!

Nature子刊揭示:青少年时期睡眠不足,或将引发成年后社恐!】导语:人的一生 , 三分之一的时间都在睡眠中度过 。 睡眠是人体的基本需求 , 但大部分人对睡眠的认识 , 远远不够 。 良好的睡眠不仅有助于学习和记忆等认知功能 , 更是影响机体新陈代谢的重要因素 。
睡眠障碍经常发生在自闭症等神经发育障碍中 , 但有关睡眠在发育中作用的研究还较为缺乏 , 发育性睡眠缺陷与成年后行为后果之间的因果关系仍然难以捉摸 。
近日 , 美国斯坦福大学研究人员在NatureNeuroscience上发表了一项题为“Adolescentsleepshapessocialnoveltypreferenceinmice”的研究 , 结果表明 , 在幼鼠时期睡眠中断(Sleepdisruption , SD) , 会导致成年后出现社交障碍 , 增加幼鼠时期的睡眠能够显著改善其成年之后的社交行为障碍(图1) 。
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图1研究成果(图源:NatureNeuroscience)
既往实验表明 , 在幼年动物中 , 睡眠从功能和结构上调节突触可塑性 , 并可能在神经回路的发育线路中发挥重要作用 。 然而 , 这种突触功能是否以及如何有助于整个回路的发育形成 , 并进一步引起长期的行为影响 , 仍然是个未知数 。 在本实验中 , 研究人员探究了发育性睡眠干扰对小鼠的影响 , 重点研究了睡眠与社交能力和社会新颖性偏好的关系 。
■幼鼠时期SD会损害成年后的社会新颖性偏好
睡眠结构显示出明显的发展轨迹 。 从婴儿期到青春期到成年 , 总睡眠时间在不断减少 , 与成人睡眠相比 , 发育期间睡眠的脑电含有更多有利于记忆和认知的成分 。
在青少年期至成年期的发育过程中 , 社交能力逐步增强并趋于稳定 。 研究人员对幼鼠时期的SD是否会影响成年后的社交行为进行了研究 。 本研究为了扰乱幼鼠的睡眠 , 使用了一个自动睡眠剥夺系统 , 它向设备(图2)供随机的推力 , 并防止幼鼠睡觉 。
研究发现 , 对处于青少年时期的小鼠(出生后35-42天)进行连续5天、每天4小时的睡眠剥夺 , 导致其在成年之后的社交行为测试中 , 不再表现出对于陌生小鼠的偏好 , 即该小鼠丧失了社会新颖性偏好 。
幼鼠时期SD的影响是长期的 , 当使用一组新的刺激小鼠 , 在初始测试4周后重新测试小鼠的社交行为时 , 社会新颖性偏好仍然受到损害(图2) 。 而在成年期之后进行睡眠干扰则不能引起类似的社交行为的改变 , 说明这是幼鼠时期特有的睡眠功能 。
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图2青少年睡眠障碍诱发成人社交行为障碍(图源:NatureNeuroscience)
■幼鼠时期SD改变了腹侧被盖区多巴胺能神经元的激活和释放模式
接下来的实验发现 , 在小鼠发育时期进行睡眠干扰 , 会影响中脑腹侧被盖区(Ventralttegmentalarea , VTA)的神经元响应和伏隔核(Nucleusaccumbens , NAc)区域内多巴胺(Dopamine , DA)的释放 , 揭示了幼鼠时期SD可能影响了发育过程中DA能神经元的布线和精确化过程 , 导致其成年后的DA系统无法对新出现的社会性刺激做出及时响应(图3) 。
研究人员进一步利用化学遗传学手段验证 , 结果发现 , 在正常睡眠的小鼠中人为兴奋VTA神经元 , 会模拟睡眠干扰的效果 , 导致成年后社交行为中新颖性偏好的丧失;而如果在睡眠干扰的同时抑制VTA神经元 , 则使睡眠干扰的小鼠发展出正常的社会新颖性偏好行为 。
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图3青少年睡眠障碍改变了NAc中的多巴胺的释放以应对社交刺激(图源:NatureNeuroscience)