清醒、入睡、做梦，再到药物引起的麻醉，大脑可以经历多种活动状态。它们之间的转换，有哪些共同参与者，又有哪些重要差别？2024年3月19日发表于 Communications Biology 的研究，把目光投向终纹床核的GABA能细胞。这一区域常与压力、恐惧等状态相联系，研究发现，其中相关群体也能影响睡眠与麻醉中的唤醒。激活细胞可以让小鼠更快从睡眠转为清醒；减少这些细胞后，夜间的睡眠分配发生变化。然而，麻醉诱导和恢复的时间并未同步改变，提示唤醒网络的作用并不是在所有条件下都完全相同。

01 / 状态记录

这群细胞在清醒和REM睡眠时都很活跃

研究将群体钙信号与脑电、肌电和行为记录放在一起，比较清醒、非快速眼动睡眠和快速眼动睡眠。终纹床核GABA能群体在清醒时的信号高于NREM睡眠，REM睡眠时还要更高。它们的活动并不简单等同于“醒着才活跃”。

从NREM转向清醒或REM时，群体信号上升；从REM转向清醒，信号反而下降。状态之间的相对变化，呈现出比单一唤醒标签更丰富的图景。研究记录的是群体平均活动，群体内部是否还有承担不同功能的细胞，也成为后续值得细分的问题。

原论文图 1自然睡眠周期中的群体钙信号

02 / 麻醉响应

异氟烷作用时，群体信号下降

转到异氟烷麻醉条件，终纹床核GABA能细胞的群体钙信号明显下降；停止麻醉后，信号逐渐回升到接近之前的水平。纯氧对照没有出现同样的变化，脑片记录也观察到异氟烷作用时放电减少、洗脱后恢复。

自然睡眠中的REM高活动，与异氟烷下的活动降低，提醒我们这些状态各有其网络特点。记录给出了相关线索，而要进一步判断细胞能否推动状态转换，还需要观察改变其活动之后的结果。

原论文图 2异氟烷期间的活动抑制与恢复

03 / 自然唤醒

从两类睡眠中，都能更快转为清醒

激活这群GABA能细胞，小鼠可以迅速从稳定NREM睡眠转为清醒，清醒概率提高，唤醒等待时间缩短。从REM睡眠开始激活，也出现了更快的清醒转换。脑电与肌电的同步变化，为状态判断提供了相互补充的依据。

持续一段时间增强细胞活动，还能在原本容易入睡的时段增加清醒、减少NREM睡眠，但REM总量没有显著变化。短时转换与较长时间的状态维持，展现出相关却不完全相同的作用；这些结果来自细胞激活条件下的小鼠。

原论文图 3细胞激活促进NREM与REM后的清醒转换

04 / 麻醉深浅

脑电变活跃，与行为苏醒并非同一层面

在稳态异氟烷麻醉中，激活终纹床核相关细胞，引起肌电增强和身体运动，并伴随脑电频谱改变：δ频段相对功率下降，α与β频段占比增加。这组结果把细胞活动与行为唤醒相关变化联系起来。

更深麻醉下，脑电原本呈现活动爆发与抑制片段交替。细胞激活延长爆发片段、降低爆发抑制比例，但没有同步增加肌电。此时获得的是脑电层面的激活，行为证据并未跟随出现。把两种层面分别观察，才能看见同一干预在不同麻醉状态中的作用范围。

原论文图 4稳态与深麻醉中的不同激活结果

05 / 长期减少

夜间睡眠变了，麻醉时间却未显著改变

长期减少这群细胞后，小鼠暗期的清醒时间降低，NREM和REM睡眠增加；明期的对应总量比较没有显著差异。合并全天数据，清醒减少、NREM增加，而REM总量未见显著改变。细胞贡献因昼夜阶段和观察窗口而有所不同。

随后比较异氟烷诱导与恢复时间，两者都没有显著差异。能够在激活条件下推动唤醒，与长期减少后是否改变麻醉时程，回答的是不同问题。长期改变后网络怎样重新分配功能，以及其他唤醒节点是否参与其中，还需要进一步研究。

原论文图 5细胞减少后的睡眠分配与麻醉时程

06 / 下游输出

通向腹侧被盖区的联系，只解释部分效应

研究进一步激活这些细胞在腹侧被盖区的末梢。小鼠从NREM或REM睡眠转为清醒的时间缩短；稳态麻醉时，也出现脑电、肌电及行为唤醒相关变化。δ频段相对功率下降、α频段上升，与部分胞体激活结果相呼应。

但在深麻醉下，末梢激活没有显著改变爆发时长或爆发抑制比例，也没有重现整体细胞激活时的脑电变化。这条输出提供了一个参与节点，却不足以涵盖全部结果。本研究使用雌雄小鼠，尚未确立各性别的相同效应；更精细地分辨细胞亚群、下游对象与状态依赖，将有助于理解大脑怎样在睡眠和麻醉之间走向清醒。

原论文图 6腹侧被盖区末梢激活的状态依赖结果