深圳先进院等在调控睡眠结构的神经环路研究中取得进展

2019 年 10 月 30 日 中国生物技术网
  近日,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所脑图谱中心在解析睡眠片段化的神经调控机制方面获得进展。 相关研究成果“A serotonin-modulated circuit controls sleep architecture to regulate cognitive function independent of total sleep in Drosophila”发表在Cell子刊《当代生物学》(Current Biology)杂志上。 该研究与美国布兰迪斯大学教授Leslie C. Griffith(共同通讯作者)团队合作完成,文章第一作者和共同通讯作者是研究员刘畅,同等贡献第二作者为脑认知与脑疾病研究所诺奖实验室正高级工程师孟志强和布兰迪斯大学博士Timothy D. Wiggin。
  睡眠问题已成为全球性的课题和全社会关注的重大问题。 目前,人们对于睡眠的研究,主要关注调控睡眠总量的神经环路,而对独立于调控睡眠总量的编码睡眠质量(即睡眠结构)的神经网络的认知依然知之甚少。 利用模式动物果蝇的丰富的遗传资源背景、理想的脑结构和脑功能的复杂度、分子作用机制的高度保守性以及较短的生命周期等优势,结合神经生物学研究的前沿技术,上述论文既发现了调控睡眠片段化的神经环路: 信号输入五羟色胺神经元à神经编码整合中心椭球体(作用于 5-HT7受体)à信号输出脑区(蘑菇体,扇形体,原脑桥); 又发现了睡眠片段化(反复觉醒,睡眠质量差)可导致学习受损,而受损的学习可通过改善睡眠质量而恢复到正常水平。 研究人员还发现,敲除5-HT7受体或者阻断该受体的功能,均可以改善睡眠质量。
  上述结果架起了五羟色胺与人类睡眠之间的链接桥梁,而5-HT7受体功能与哺乳动物具有高度的保守性,为改善、治疗睡眠和认知障碍提供了新的参考靶点。

  图A,检测果蝇睡眠的装置示意图。 单只果蝇装入一端盛有食物的小管中,另一端封口并扎孔通气。 在小管中央有一对红外发射接收器。 当果蝇自由穿梭红外发射器时,打断红外线信号,由此来记录果蝇的活动特征。 在果蝇中,如果有连续5分钟没有活动,就记录为一个睡眠片段; 图B,检测果蝇学习记忆的实验范式。 一群果蝇置入一个小管中,当呈现气味A时,电击果蝇,当呈现气味B时,没有电击,随后让果蝇在呈现气味A和气味B的两个小管中自由选择。 如图所示,大部分果蝇选择了“安全”气味的小管,也即果蝇学会回避与电击同时出现的气味; 图C,该研究结果的理论模型示意图。 五羟色胺(5HT)这种神经递质输入到果蝇脑内椭球体(EB),通过作用于特定的5HT7受体以及EB内另一类神经元(VT),再将信号传导到EB外的脑结构蘑菇体(MB)、扇形体(FB)、原脑桥(PB)完成对睡眠质量的调控。 EB内两类神经元之间相互作用,信息整合后导致行为输出。

中国生物技术网诚邀生物领域科学家在我们的平台上,发表和介绍国内外原创的科研成果。


注:国内为原创研究成果或评论、综述,国际为在线发表一个月内的最新成果或综述,字数500字以上,并请提供至少一张图片。投稿者,请将文章发送至weixin@im.ac.cn


本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办

微信公众号:中国生物技术网

回复关键词热点”可阅读热点专题文章,包括“施一公”、“肠道菌群”、“肿瘤”、“免疫”和“健康”

近期热文

直接点击文字即可浏览!

1、补牙或将成为历史?

2、科学你慢慢学,中医我先治病去了

3、科学告诉你应该多久洗一次澡

4、新证据:喝咖啡能延长寿命! 

5、据说,这是生物医学硕士博士生的真实的生活写照
6、一顿早餐到底有多重要?
7、情商也是把双刃剑!高情商或让你更脆弱
8、施一公:压死骆驼的最后一根稻草,是鼓励科学家创业!
9、“科学禁食法”真能降低重大疾病风险
10、睡眠科学家揭示出8种睡好觉的秘诀

11、有志者事竟成!2型糖尿病成功被逆转

12、每周两半小时,任何形式的锻炼都可以使你更长寿

13、喝醉以后,你以为睡一觉就没事儿了?!

14、仰卧起坐等或将成为延寿运动? 

15、冥想、瑜伽、太极等不仅能够改善身心健康...




登录查看更多
0

相关内容

布兰迪斯大学(Brandeis University) 是位于美国马赛诸塞州波士顿地区的一所颇具实力的私立综合性大学,成立于1948年,虽然建校至今仅有短短的60余年的历史,但却早已声名卓著,被誉为“全美最年轻的主要研究院大学”,素有“犹太哈佛”(Jewish Harvard)之美誉。布兰迪斯大学崇尚小班授课,培养精英为理念,主要强调各学科间的跨领域学习与实务的解决方法,本科和研究生总人数仅在5600人左右。
大数据安全技术研究进展
专知会员服务
92+阅读 · 2020年5月2日
【北京大学】面向5G的命名数据网络物联网研究综述
专知会员服务
36+阅读 · 2020年4月26日
基于深度学习的多标签生成研究进展
专知会员服务
141+阅读 · 2020年4月25日
【学科交叉】抗生素发现的深度学习方法
专知会员服务
24+阅读 · 2020年2月23日
浅谈群体智能——新一代AI的重要方向
中国科学院自动化研究所
43+阅读 · 2019年10月16日
赛尔原创 | EMNLP 2019 常识信息增强的事件表示学习
哈工大SCIR
28+阅读 · 2019年9月12日
Science 一周论文导读 | 2019年4月26日
科研圈
3+阅读 · 2019年5月5日
《自然》(20190221出版)一周论文导读
科学网
6+阅读 · 2019年2月23日
浅谈外泌体抑制剂——鞘磷脂酶抑制剂GW4869
外泌体之家
8+阅读 · 2018年12月19日
《科学》(20181012出版)一周论文导读
科学网
4+阅读 · 2018年10月14日
心理学与脑科学:进展、思考和展望
科技导报
9+阅读 · 2017年10月27日
Arxiv
4+阅读 · 2019年12月2日
Self-Attention Graph Pooling
Arxiv
13+阅读 · 2019年6月13日
Universal Transformers
Arxiv
5+阅读 · 2019年3月5日
Arxiv
7+阅读 · 2017年12月26日
VIP会员
相关资讯
浅谈群体智能——新一代AI的重要方向
中国科学院自动化研究所
43+阅读 · 2019年10月16日
赛尔原创 | EMNLP 2019 常识信息增强的事件表示学习
哈工大SCIR
28+阅读 · 2019年9月12日
Science 一周论文导读 | 2019年4月26日
科研圈
3+阅读 · 2019年5月5日
《自然》(20190221出版)一周论文导读
科学网
6+阅读 · 2019年2月23日
浅谈外泌体抑制剂——鞘磷脂酶抑制剂GW4869
外泌体之家
8+阅读 · 2018年12月19日
《科学》(20181012出版)一周论文导读
科学网
4+阅读 · 2018年10月14日
心理学与脑科学:进展、思考和展望
科技导报
9+阅读 · 2017年10月27日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员