中國人民解放軍陸軍軍醫大學基礎醫學院胡志安課題組在《SCIENCE...

　　在上世紀20年代，人們發現流行性腦炎可引起患者精神不振、嗜睡。上世紀50年代，發現腦幹網狀結構參與覺醒的調控。這些研究加深了對覺醒維持機制的認識，但損毀已被發現的這些核團僅引起覺醒有限損害，覺醒維持的關鍵機制事實上並未取得根本性突破。2018年10月26日，中國人民解放軍陸軍軍醫大學基礎醫學院生理教研室胡志安課題組在《SCIENCE》雜誌發表題為《Theparaventricularthalamusisacriticalthalamicareaforwakefulness》（丘腦室旁核是丘腦中維持覺醒的關鍵核團）的研究論著，首次明確報導丘腦室旁核（PVT）是覺醒維持的關鍵腦區，並解析了PVT作用的神經環路機制。

　　丘腦很早就被推測與覺醒維持密切相關，臨床報告也表明，卒中所致的丘腦受損可引起病人出現嚴重的嗜睡，甚至昏迷。但丘腦中包含三十餘個核團，究竟是哪個核團對覺醒維持起關鍵作用？胡志安課題組首先觀察了睡眠/覺醒不同時期丘腦c-fos（反映神經元興奮性的一種蛋白）的表達模式，發現位於丘腦中線核群的PTV的活動與覺醒關聯緊密；進一步採用多通道放電和光纖鈣成像記錄技術，發現在睡眠向覺醒轉換過程中，PVT的興奮性顯著增高，且在覺醒期間持續存在高興奮性活動。基於此，課題組提出丘腦室旁核是丘腦中維持覺醒的關鍵核團這一猜想。後續採用化學遺傳學技術短時抑制PVT穀氨酸神經元，發現可明顯降低覺醒量；採用白喉毒素特異性殺死PVT穀氨酸神經元或興奮性毒素損毀PVT，可引起持續性的覺醒損害

　　

（見圖1）

　　有趣的是，課題組發現在睡眠期特異地激活PVT穀氨酸能神經元，可快速誘發睡眠向覺醒轉換，即使在麻醉狀態下，激活PVT亦能夠增加皮層的放電頻率，並縮短麻醉向清醒轉換所需要的時間，證實PVT對覺醒有觸發作用（見圖1）。

　　丘腦室旁核又是如何發揮覺醒調控作用呢？課題組進而揭示PVT與皮層下伏隔核（NAc）之間可形成興奮性的單突觸功能聯繫。激活PVT→伏隔核通路能誘導睡眠向覺醒的轉換。反之，抑制這一通路則可降低覺醒水平。下丘腦食慾素肽能神經元的輸入使得PVT在覺醒期產生高興奮性活動，進而促進覺醒維持。該結果表明PVT維持覺醒受到上遊食慾素肽能神經元的調控。

　　覺醒維持關鍵機制的發現促進了我們對大腦工作原理的認識。在PVT維持覺醒的條件下，大腦才能產生意識和思維，完成感覺、運動、學習記憶等各項功能，生理性的抑制PVT活動則促使睡眠的發生。同時，該發現有望顯著增進人們對疾病的認識，PVT損害可能是嗜睡、昏迷等意識障礙疾病發生的潛在因素（見圖2）。

　　（見圖2）

　　據悉，該研究的全部實驗在基礎醫學院完成。2013級生理學碩博生任栓成為該論文第一作者，基礎醫學院生理教研室何超博士、腦研究中心諶小維教授為該論文共同通訊作者。該研究是在國家自然科學基金、重慶市腦科學協同創新中心和陸軍軍醫大學腦協同創新中心專項資助下完成。