黑質中存在一個睡眠和運動的共同控制樞紐

2020-12-25 科學網

黑質中存在一個睡眠和運動的共同控制樞紐

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/1/29 16:37:40

近日，美國加州大學伯克利分校Yang Dan及其研究小組發現，黑質中存在一個睡眠和運動的共同控制樞紐。相關論文2020年1月24日發表在《科學》上。

研究人員發現，黑質網狀組織（SNr）中的共享神經元共同調控了睡眠與覺醒的大腦狀態和運動行為。通過對小鼠的籠養行為進行分析，可以確定四種具有不同水平的大腦喚醒和運動活動的狀態：運動、非運動、安靜的清醒和睡眠；過渡不是隨機發生的，而是主要發生在鄰近狀態之間。穀氨酸脫羧酶2而非SNrγ-氨基丁酸（GABA）釋放（GABAergic）神經元的小白蛋白神經元亞群在低運動活動和喚醒狀態下優先活躍。它們的激活或失活分別影響自然行為轉變的方向，並促進或抑制睡眠。這些GABA能神經元整合了廣泛的輸入信號，並通過大量的附帶投射來支配多個刺激和運動控制迴路。

 

據了解，大腦的覺醒狀態與動物運動狀態有關。這些狀態變化如何協調尚不清楚。

 

附：英文原文

Title: A common hub for sleep and motor control in the substantia nigra

Author: Danqian Liu, Weifu Li, Chenyan Ma, Weitong Zheng, Yuanyuan Yao, Chak Foon Tso, Peng Zhong, Xi Chen, Jun Ho Song, Woochul Choi, Se-Bum Paik, Hua Han, Yang Dan

Issue&Volume: 2020/01/24

Abstract: The arousal state of the brain covaries with the motor state of the animal. How these state changes are coordinated remains unclear. We discovered that sleep–wake brain states and motor behaviors are coregulated by shared neurons in the substantia nigra pars reticulata (SNr). Analysis of mouse home-cage behavior identified four states with different levels of brain arousal and motor activity: locomotion, nonlocomotor movement, quiet wakefulness, and sleep; transitions occurred not randomly but primarily between neighboring states. The glutamic acid decarboxylase 2 but not the parvalbumin subset of SNr γ-aminobutyric acid (GABA)–releasing (GABAergic) neurons was preferentially active in states of low motor activity and arousal. Their activation or inactivation biased the direction of natural behavioral transitions and promoted or suppressed sleep, respectively. These GABAergic neurons integrate wide-ranging inputs and innervate multiple arousal-promoting and motor-control circuits through extensive collateral projections.

DOI: 10.1126/science.aaz0956

Source: https://science.sciencemag.org/content/367/6476/440

Science：《科學》，創刊於1880年。隸屬於美國科學促進會，最新IF：41.037

相關焦點

  • 睡眠開關在哪裡?《科學》期刊告訴你|細胞|神經元|gaba|遺傳學|...
    經典的睡眠調控模型認為，睡眠的調節分為兩個方面，晝夜節律和睡眠穩態。晝夜節律通過內在的生物鐘控制一天中睡眠覺醒的時間；睡眠穩態主要由睡眠壓力進行調控，控制機體獲得一定的睡眠量。　　02　　黑質網狀部（SNr）的特定神經元共同調　　控「睡眠-覺醒」的大腦狀態和運動行為
  • 大腦3條神經通路，對應行為動機、強化學習和運動控制
    在大腦中，多巴胺細胞，主要集中在中腦區域的——基底核，而在基底核之中，具體由兩個區域——黑質緻密部和腹側被蓋區 ，負責產生多巴胺。比如保持一個姿勢，或是執行一個動作，更複雜的就是完成有難度和技巧的運動。03產生的多巴胺，需要投射到其它腦區才能發揮作用，這個投射路徑就被稱為——多巴胺通路，並且不同的通路會有不同的作用。
  • Neuron:杏仁核-黑質投射環路調控情緒學習的新機制
    本文從環路和神經元亞群水平證明了中央杏仁核（CeA）與外側黑質（SNL）之間的投射關係，並發現CeA-SNL神經元受獎賞和厭惡性刺激所激活，這一投射環路能夠調控工具性學習和條件性學習。CeA參與工具性和巴甫洛夫式條件化的獎賞學習，但其涉及的傳出通路及與參與防禦行為的神經環路之間的聯繫尚不清楚。以往實驗表明，在大鼠和非靈長類動物中，CeA會投射到外側黑質（SNL），構成從杏仁核到中腦多巴胺（DA）區域的主要連接通路。
  • Zepp與世界睡眠協會共同發布《後疫情時代的全球睡眠觀察》
    （原標題：Zepp與世界睡眠協會共同發布《後疫情時代的全球睡眠觀察》）
  • 預防多種疾病的三大方法:運動、合理飲食、良好睡眠
    醫學專家指出，如果說生命中有一件事可以讓您活得更長久、更健康，那就是運動鍛鍊。甚至在美國疾病控制和預防中心的健康指導清單上都是名列前茅。每周運動150分鐘左右的人，其死亡概率比那些坐著不運動的人低33%。
  • 成都牽手DHL 共同打造全球貨運樞紐
    成都牽手DHL 共同打造全球貨運樞紐 2016年05月26日 04:52:34 來源：成都商報
  • 政治一直存在——《樞紐》第三章豪族社會讀後感
    還做過中國社科學院副院長據說對今上的理論還有過貢獻四月份在北京開校友總會年會80幾的他和80幾的吳敬璉一起參加致辭精神很好中氣十足我還蹭了照片只是換手機了找不到了否則可以曬一下所以劉院長作序的書還是值得去看一看的第三這本書到底說的啥呢其實很簡單就是從歷史哲學的角度
  • 普通絨猴大腦中主要組織相容性複合體I類分子的表達差異調查
    主要組織相容性複合體(MHC)代表脊椎動物基因組中的基因密集區域，本質上控制免疫反應 這種控制主要由I類和II類基因介導，它們是脊椎動物基因組中多態性最強的基因 除了這種顯著的多態性，MHCⅠ類和II類基因的另一個特徵是基因家族的形成(多基因)
  • 在永州追尋「黑質而白章」的毒蛇/劉勝祥/奇聞異事求解168/20200721
    我至今仍然記得他在讀到「十室九空」時表現出的絕望痛心的表情和「觸草木盡死」時，眼睛驚嚇的動作。當我走上講臺後才深深地感覺到，陳先生的這一節課傾注了他的全部情感和深厚的教學功底。      柳宗元通過與捕蛇的農民交談後寫了《捕蛇者說》這篇短文，他對蛇的形態特徵描述只有一句話，5個字——黑質而白章。估計他也沒有見過，也沒有到毒蛇出沒之地去考察，十室九空啊，誰敢去啊？
  • 睡眠8小時 守護2萬次 OPPO 睡眠手環 你的睡眠它知道
    世界衛生組織在 2019 年 3 月 21 日公布的研究報告中顯示，全球大約有 20 億人有失眠的現象，全球也大約有 21% 的人存在著不同程度的睡眠問題。而且睡眠問題不僅會影響生活狀態，還會引發更多的健康問題。所以，現在越來越多人去關心自己的睡眠質量，也開始調整自己的睡眠模式，讓它變得更規律。為此，有不少人也購買了睡眠監測工具，幫助自己實現這個目標。
  • 腸道微生物組如何影響運動能力，「精英腸道微生物組」真的存在嗎
    哈佛大學的研究人員發現「精英腸道菌群」運動表現，恢復能力，甚至運動員從事的運動類型都與特定的微生物有關。現在，這些發現促使研究人員尋找增加腸道中有益細菌的多樣性和豐富度的方法，以獲得更好的運動能力和更快的恢復能力。在一項研究中，哈佛大學的研究人員從波士頓馬拉松比賽訓練的運動員的腸道微生物樣本中取樣。
  • 睡眠與癲癇:在大腦中相伴相生 | Sleep Science and Practice
    原文標題：Sleep and Epilepsy
  • 影響孩子身高的三大因素：營養、睡眠和運動，身高不只受遺傳影響
    睡眠是影響孩子生長發育的另一個重要因素，因為促進人體生長發育的生長激素是在人腦的下垂體中分泌的，而在下垂體中，人體生長激素分泌的時間是很不平衡的不過也請注意，因為孩子之間存在差異，所以孩子每天睡眠所需的時間長短不等
  • 睡眠障礙是怎麼回事?出現這4種情況,說明你存在睡眠障礙了
    睡眠是比較重要的，一個人的睡眠不好會影響一整天的精神狀態。而很多人對於睡眠障礙並不了解，認為失眠就是睡眠障礙，卻不知睡眠障礙有很多其他症狀，只有了解清楚才能在自己出現時採取措施，改善睡眠避免身體受到睡眠障礙的影響。
  • 年輕人喪失的睡眠,才是更好的運動恢復|精練學院
    如果把靜息心率作為一個運動恢復核心指標，經歷了數天的30分鐘睡眠剝奪，清晨醒來後的心跳會明顯加快。而在維繫日常活動層面，心血管疾病風險增加，更是已知的長期睡眠不足結果。但另一方面，年輕人喪失睡眠在成為趨勢。
  • 孕期怎麼控制體重？運動篇
    上一次，我們講到了孕期控制體重的重要性和怎麼吃的問題，相信大家都有了不少的收穫。）孕期運動除了可以控制體重，還可以預防便秘、痔瘡、靜脈曲張、小腿抽筋和踝關節水腫，改善支持後背肌肉力量預防背痛，改善情緒，減少抑鬱，提高睡眠質量，延長睡眠時間，預防妊娠期糖尿病的發生，減少外傷的可能，增加陰道順產的機會，保持精力充沛，增強產程和分娩的體力，最重要的，能使寶寶減少受代謝性疾病的困擾。
  • 慕思助力女排徵戰奧運,為「運動+睡眠」再添內容
    「國人對中國女排有一種天生的自豪感，不僅是因為她們身上的獎盃與成就，更是因為無論高潮和低谷，始終頑強拼搏、越挫越勇的精神，這是非常鼓舞人心的，也同慕思企業的核心價值觀一致且高度契合。」姚吉慶在採訪時候表示。在他看來，慕思與中國女排的合作，是因為雙方有著共同的目標、共同的精神和價值觀。
  • 運動與荷爾蒙,是如何控制著我們身體的?
    不少健身健美愛好者會聽到一個詞，「合成代謝類固醇」。也就是健美運動員常用的藥物類，其實合成代謝類固醇，自身也會產生，用來促進組織的生長。與運動相關的激素，是如何控制我們的生理功能胰島素是胰腺產生的一種肽激素，胰島素調節碳水化合物和脂肪的代謝。
  • 《濃縮睡眠法》:按摩,運動,調整飲食,睡眠治療師助你睡少睡好
    但是，對高中時的我而言，這些因素都不存在，而我依然經常失眠。為什麼我會睡不著覺？這個問題曾困擾過我一段時間。不過，隨著年齡漸長，當我真的開始「想得多」、「壓力大」之後，也就漸漸忘記了這個問題。在讀這本《濃縮睡眠法》時，我又突然想到了這個問題，而且，我也驚喜地從書中找到了答案。