REM总量相近,睡眠节奏为何变了?
小鼠研究发现,投向SLD的食欲素细胞与后续REM间隔相关;移除这一群体,短暂NREM后转入REM的比例增加,需求升高时睡眠更碎片化。
食欲素常因促进觉醒受到关注,但它的一部分细胞在快速眼动睡眠(REM)中同样活跃。它们究竟在做什么?2024年4月30日发表于 Research 的研究,追踪投向脑桥背外侧被盖核SLD的食欲素细胞。团队发现,这群细胞的活动与后续REM间隔相联系。移除它们以后,REM总量仍相近,进入REM的时序却改变了;睡眠的完整性,原来还藏在次数、间隔和每段持续多久之中。
投向SLD的食欲素细胞在REM中逐渐活跃,其稳态活动与后续REM间隔正相关;消融该群体增加入睡期REM样转变,在REM需求升高时还导致更多、更短的REM片段。
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一群分散的细胞,输出偏向同一站点
食欲素细胞位于下丘脑,却把轴突送到许多区域。按投射目标区分,团队标记出通向SLD的一群细胞:胞体分散在外侧下丘脑,纤维则主要汇聚到SLD。这一分工从输出去向中显现,而不是只靠胞体的位置。
它们也有其他分支,蓝斑和背外侧被盖核等区域可见较少纤维,其他受测区域更稀疏。偏向SLD的结构,让研究进一步追问这群细胞是否参与REM的特殊调节。
来源:Feng H et al. · Research (Washington, D.C.) · CC BY
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这一轮的活动,联系着下一轮的间隔
进入REM后,这群细胞的钙信号逐渐上升,随后保持相对稳定,直到该段REM结束。稳定活动较高时,REM脑电中的theta成分比例更高,但与这一段REM持续多久、肌电大小没有显著相关。
更有意思的是,活动水平与后续REM间隔指标正相关。另一群投向脑桥网状核PnO的食欲素细胞,虽然活动时程相似,却主要与当前REM持续时间相关,和后续间隔没有显著联系。同样在REM中活跃,不同输出群体可以关联不同时间尺度。
来源:Feng H et al. · Research (Washington, D.C.) · CC BY
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集中的输出,接收多处输入
这群细胞的上游并不单一。追踪显示,下丘脑、未定带ZI等多处区域提供直接输入。投向食欲素细胞的ZI群体,在REM中也逐渐活跃,却没有与REM时长或后续间隔呈显著相关。
因此,相似的活动曲线,并不自动对应相同功能。多处输入可能共同塑造食欲素细胞的回应,特定输出再将它带向SLD;这里的追踪和活动记录,为这种组织方式提供了线索。
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REM没有少很多,出现的顺序却变了
消融投向SLD的食欲素细胞后,其他食欲素细胞仍大量保留。通常记录中,REM总量、片段数和平均时长都没有显著改变,首次REM潜伏期与平均后续间隔也相近。在同一段记录中,觉醒和非快速眼动睡眠总量,也没有因移除这一群体而显著改变。变化出现在一类特定转变:仅经过很短的NREM,便进入REM。
这种入睡期REM样转变的比例,由约8%升到约22%。它的发生比例增加,进入这类转变的平均潜伏期却未显著变化。团队将其与REM需求释放不足联系起来,显示睡眠总量相近时,时序仍可能发生重要变化。
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需求升高时,REM被切成更多小段
在REM睡眠需求升高的恢复阶段,消融组的变化更明显:入睡期REM样转变增多,后续REM间隔缩短,片段次数增加,平均每段持续时间减少。REM总量依然没有显著组间差异,记录到的是更碎的组织方式。首次进入REM的潜伏期仍相近,异常主要落在之后的重复和碎片化。
对照组的恢复主要通过较长片段展开,消融组更偏向增加片段次数,回补过程也延后。一次REM不只是占据几分钟,它还可能影响下一次REM什么时候到来,以及睡眠需求怎样被有序满足。
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患者资料提供一层相关性观察
团队还回顾了41名Ⅰ型发作性睡病患者的资料。日间睡眠测试中入睡期REM次数较多,与较高的抑郁自评指数相关;与猝倒评分、身体质量指数或焦虑自评指数的线性相关,则没有显著结果。
按自评量表分组时,抑郁和焦虑指标较高的组都有较多入睡期REM;这类转变的潜伏期,各组仍相近。人群资料与动物的时序发现相互呼应,但观察的是既有患者中的关联,尚未直接测量这些患者的SLD投射食欲素细胞。
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睡眠的完整性,也藏在节奏中
这项研究将REM的时长、间隔与稳定性分开观察。投向SLD的食欲素细胞,在REM期间持续活动,并与下一轮出现的节奏相联系;失去这群细胞后,总量可以相近,转换和回补方式却改变。
活动与间隔的相关,结合细胞消融后的变化,支持食欲素系统中存在调节REM需求释放的分工。临床资料提出了睡眠时序与情绪症状的联系,也让后续研究能够围绕具体的细胞群、睡眠结构和人群状态继续追问。