刊登于雜志Nature上的一項研究報告中，來自牛津大學(xué)的研究者通過研究揭示了讓大腦開關(guān)翻轉(zhuǎn)叫醒我們的分子機制，該研究或可幫助深入理解睡眠的奧秘。睡眠是由兩種系統(tǒng)管理的，即晝夜節(jié)律鐘和睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器，如今晝夜節(jié)律鐘已經(jīng)被研究者深入研究了，但研究者對睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器卻知之甚少。

研究者Gero Miesenbock解釋道，晝夜節(jié)律鐘可以使我們預(yù)感到地球自轉(zhuǎn)所引發(fā)環(huán)境的改變，因此其確保了當(dāng)我們受到zui小程度的傷害時我們在睡覺，但卻并沒有指出為何我們首先需要睡覺這一奧秘。這種解釋似乎來源于對第二種控制器的理解，即名為睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器，其可以測定當(dāng)我們覺醒時大腦中所發(fā)生的事情，而且當(dāng)這些事件達到一個上*，我們就會開始睡著，該系統(tǒng)在我們睡眠狀態(tài)下處于復(fù)位狀態(tài)，當(dāng)機體覺醒時這種循環(huán)就會開始。

文章中，研究者對果蠅大腦中的睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器進行研究，早在45年前，研究者就發(fā)現(xiàn)果蠅可以為研究者提供晝夜計時的相關(guān)認(rèn)識，每個果蠅都有兩組（每組12個）控制睡眠的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元可以運輸睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器的輸出信號，如果神經(jīng)元具有一定電活性的話，果蠅就會處于熟睡狀態(tài)，而當(dāng)其靜默時果蠅就會醒來。

研究者Miesenbock利用他2002年發(fā)明的光遺傳學(xué)技術(shù)來開啟神經(jīng)元，即利用光脈沖來控制大腦細(xì)胞活性的開關(guān)。當(dāng)前研究中，研究者利用光遺傳學(xué)技術(shù)來刺激信使多巴胺的產(chǎn)生；在人群中，諸如 等精神興奮藥物可以增加大腦中多巴胺的水平，而且這種效應(yīng)在果蠅中也可以觀察到，當(dāng)多巴胺系統(tǒng)被激活時，睡眠控制神經(jīng)元就會沉默，這時候果蠅就會醒來。如果阻斷多巴胺的運輸后，睡眠控制神經(jīng)元就會回歸至電活性狀態(tài)，這樣一來果蠅就會睡著。

睡眠開關(guān)是一種“硬”開關(guān)，這就意味著其要么處于開啟狀態(tài)要么處于關(guān)閉狀態(tài)；研究者Diogo Pimen指出，通過對睡眠開關(guān)進行控制或許就可以幫助我們理解其工作的機制，當(dāng)睡眠控制神經(jīng)元處于電活性狀態(tài)時，研究者發(fā)現(xiàn)的離子通道就可以通過腦細(xì)胞間的交流來控制電脈沖的發(fā)生，當(dāng)多巴胺存在時其就會引發(fā)“睡眠精靈”從細(xì)胞內(nèi)移動至細(xì)胞外部，隨后就可以有效地使得神經(jīng)元短路，并且關(guān)閉神經(jīng)元引發(fā)覺醒狀態(tài)的發(fā)生。

從原則上來講，這是一種類似于家中自動調(diào)溫器的“設(shè)備”，但它測量的并不是溫度，而且也并沒有在寒冷狀態(tài)下開啟暖氣，但這種設(shè)備卻可以在機體睡眠需要超過某個設(shè)定點時開啟睡眠狀態(tài)。zui后研究者Miesenbock教授解釋道，這或許就是一個價值數(shù)十億的問題，即在該系統(tǒng)中到底是什么是同溫度等同的；換句話說，睡眠同態(tài)調(diào)節(jié)器到底測量的是什么？如果我們知道答案，我們或許就距離揭示睡眠的奧秘又近了一步。