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痛样敏感与睡眠变化,怎样走向不同出口?侧隔区的一处分流

Nature communications · 2026-06-19

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Nature communications · 研究前沿

痛样敏感与睡眠变化,怎样走向不同出口?侧隔区的一处分流

雄性神经损伤小鼠中,一个共同节点影响机械敏感与 NREM;继续追到下游,两类细胞分别承担不同作用。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

疼痛与睡不好经常一起出现。它们的神经联系,是否也一直绑在一起?2026年发表于 Nature Communications 的研究,在雄性神经损伤小鼠中找到一个共同节点:侧隔区背侧部的抑制性细胞。降低这群细胞活动,机械敏感和睡眠表现都改善;沿着它们的连接继续追踪,却发现感觉与睡眠走向了不同的下游群体。一个共同入口,接上了两条功能不同的出口。

关键发现

侧隔区背侧部经外侧视前区的不同细胞群,分别影响机械阈值与 NREM。α2A 受体相关药物作用也汇入这一分流网络。

阅读目录 · 6个部分

机械敏感先出现,睡眠变化随后突出

睡眠不是单一的安静状态,感觉敏感也不是单一的运动反应。将机械阈值、清醒、非快速眼动和快速眼动睡眠分别记录,能看到它们何时一起变化,何时各自保留。研究沿着这些差别寻找回路,使共现的两个问题有了可以分辨的神经路径。

研究中的机械敏感较早出现,睡眠紊乱在神经损伤后的较晚阶段更明显。脑电与肌电显示,清醒时间增加、非快速眼动睡眠(NREM)减少,快速眼动睡眠(REM)的相应比较未见一致显著变化。两种表型在时间上相互交叠,却不是从同一天开始同步发展。

右美托咪定改变了所测清醒与 NREM 分配,不同药物条件的效果不同;较强条件还伴随更多翻正反射丧失。睡眠记录、机械撤足反应和镇静表现,分别描述动物状态的不同部分,也让团队进一步寻找它们在脑内的联系。

侧隔区活动,随感觉与睡眠状态变化

侧隔区背侧部的 GABA 能细胞,在模型中有更强活动相关标记、钙活动和放电。机械刺激引起的反应更突出,NREM 转入清醒时活动升高,清醒转入 NREM 时降低。同一群体的信号,因而同时出现在感觉刺激和睡眠转换附近。

降低这群细胞活动后,机械敏感减弱、清醒减少、NREM 增加,进入 NREM 也更快。相反,在正常小鼠中提高活动,机械敏感和清醒随之增强。REM 在多项比较中未显著变化,主要改变落在清醒与 NREM 之间。

原论文图 3共同细胞群的抑制检验
共同细胞群的抑制检验
原论文 Figure3:侧隔区 GABA 能群体活动降低后的机械阈值与睡眠记录。清醒减少、NREM 增加,REM 比较不显著。
来源:Fan H et al. · Nature communications · CC BY
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药物作用汇入一个局部受体节点

许多受检侧隔区 GABA 能细胞表达 α2A 肾上腺素能受体。局部药物作用降低增强的细胞活动,同时改善机械阈值与清醒—NREM 分配;阻断或降低相关受体后,相应效果减弱。细胞响应、受体与行为变化,在同一个节点相互衔接。

假手术动物没有同样明显变化,这一局部作用带着损伤状态的背景。相关受体也分布在其他区域,侧隔区是研究捕捉到的重要参与者。接下来的问题变成:这一处变化怎样分别送到感觉与睡眠网络?

原论文图 5LSD 局部给药与 α2A 干预
LSD 局部给药与 α2A 干预
原论文 Figure5:局部药物作用、α2A 标记与相关受体干预。主要睡眠变化涉及清醒和 NREM。
来源:Fan H et al. · Nature communications · CC BY
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共同输入,在外侧视前区分成两路

侧隔区投向外侧视前区(LPO),连接当地的谷氨酸能与 GABA 能细胞。提高上游末梢活动,两类下游群体的钙信号都下降;损伤后,它们的放电也更低。共同的抑制性输入,进入了两类功能不同的接收细胞。

提高 LPO 兴奋性细胞活动,机械敏感减弱,睡眠时长和转换却没有明显改善;提高 LPO GABA 能细胞活动,NREM 增加,机械阈值却不变。聚焦接收侧隔区输入的群体,也呈现相近分离。两种行为在这个节点有了不同出口。

原论文图 7兴奋性下游群体影响机械敏感
兴奋性下游群体影响机械敏感
原论文 Figure7:LPO 兴奋性群体及输入限定群体的活动变化。机械阈值改善,相关睡眠指标多为不显著。
来源:Fan H et al. · Nature communications · CC BY
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下游群体,让两种改善再次分开

药物降低上游活动后,LPO 两类细胞活动增强。再降低兴奋性接收群体活动,机械阈值改善减弱;再降低 GABA 能接收群体活动,清醒—NREM 改善减弱。这组结果将受体作用接到了两个不同功能的下游群体上。

突触观察还显示,损伤后配对脉冲比下降,而部分传递强度指标减弱。上游放电、局部突触和下游群体的变化,分属网络的不同层次。行为分流的结果,与这些多层变化共同描绘了一段状态依赖的调节过程。

原论文图 8抑制性下游群体影响睡眠分配
抑制性下游群体影响睡眠分配
原论文 Figure8:LPO GABA 能群体及输入限定群体活动提高后的结果。NREM 增加、清醒减少,机械阈值及所示 REM 比较不显著。
来源:Fan H et al. · Nature communications · CC BY
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共现的表现,也可以有不同出口

机械敏感和睡眠变化可以共享一个上游节点,又通过不同接收群体分别改变。研究最有意思的地方,正是把“同时改善”拆成了具体的网络分工:共同输入并没有让两种行为从头到尾都绑在一起。

这幅图景来自雄性小鼠神经损伤模型与所测睡眠时段。NREM 的改变最明确,而REM时长和机械阈值在某些操作后保持相近,帮助辨认了各群体的功能。理解共现的行为,从共同节点一直追到不同出口,可以发现整体观察中隐藏的分工。

论文信息

Fan H, Su Y, Deng J, Liang Z, Chen M, Wu K, Tang P, Wang C, Kong D, Xu T, Liang F, Xin W, Wu Y, Feng X.
Lateral septum GABAergic neurons mediate the effects of dexmedetomidine on allodynia and sleep in a male mouse model of neuropathic pain
Nature communications · 2026-06-19
DOI: 10.1038/s41467-026-74217-3