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日本名古屋大學領導的一個研究小組發現了一條新的神經通路，它將哺乳動物的晝夜生物鐘、壓力和清醒聯繫在一起。該團隊發現了一種被稱為皮質激素釋放因子（CRF）的神經元，當哺乳動物處於壓力之下時，這種神經元會變得過度活躍，從而可能引發失眠和其他睡眠障礙。他們的研究結果最近發表在《Science Advances》雜誌上。
生物體表現出24小時的振蕩，稱為晝夜節律。在哺乳動物中，位於大腦上核(SCN)神經元中的中央晝夜節律時鐘調節著睡眠-清醒周期。然而，在危及生命的情況下，晝夜節律信號會被關閉，使動物保持清醒，以便在正常情況下該睡覺的時候也能逃離危險。雖然暫時關閉睡眠-清醒周期是生存所必需的，但這種由危險造成的過度或長期壓力會引發失眠和其他睡眠障礙。
"眾所周知，晝夜時鐘和壓力對睡眠有影響，但不清楚哪條神經通路對睡眠和清醒的晝夜調節至關重要。"名古屋大學環境醫學研究所的Daisuke Ono博士說。為了確定該途徑，名古屋大學Akihiro Yamanaka教授和Ono博士領導的研究小組與日本奧林巴斯公司的Takashi Sugiyama合作，利用小鼠進行了研究。
研究人員重點研究了位於下丘腦室旁核的CRF神經元，眾所周知，它們在應激反應中起著重要作用。他們研究了當CRF神經元被激活時，小鼠的睡眠和清醒會受到怎樣的影響。結果顯示，激活後的CRF神經元使動物保持清醒，並使其劇烈活動，說明其清醒性得到了促進。研究人員還觀察到，當小鼠清醒時，CRF神經元仍保持活躍，當神經元的活動被抑制時，動物的清醒和運動活動減少。
進一步的研究還表明，SCN中的抑制性神經元，即GABA能神經元，在調節CRF神經元的活動中起著重要作用，CRF神經元的激活會刺激下丘腦外側的orexin神經元，從而達到促進清醒的目的。
研究小組由此得出結論，SCN中的GABA能神經元控制CRF神經元的活動，最終調節睡眠-清周期。"我們在小鼠中發現了這條神經通路，小鼠是夜行性動物。需要進一步的研究來闡明夜間和晝夜的差異是如何在大腦中調節的。"Ono博士說。
"在當今社會，睡眠障礙是一個嚴重的問題。我們希望我們的發現能有助於開發新的療法，治療壓力或晝夜節律紊亂引起的失眠和其他睡眠障礙。"
這篇名為《The mammalian circadian pacemaker regulates wakefulness via CRF neurons in the paraventricular nucleus of the hypothalamus》的論文於2020年11月6日發表在《Science Advances》雜誌上。