压力过后难入睡,杏仁核SST细胞参与这一转换
小鼠研究发现,中央杏仁核 SST 标记细胞响应急性压力,激活会延迟入睡;抑制可缩短压力后的入睡延迟,而所测正常睡眠指标未见显著变化。
换到陌生环境,原本该休息的时刻却迟迟没有睡着。压力究竟怎样卡住从清醒到睡眠的转换?发表于 Communications Biology 的研究在成年小鼠中追踪中央杏仁核(CeA)的一组生长抑素 SST 标记细胞。它们会响应多种急性压力刺激,增强其活动也会推迟入睡。研究进一步发现,入睡变难与整段睡眠持续受扰,是两个不同层面的变化。
CeA SST 细胞活动增强会延迟入睡,促醒主要出现在最初一小时;抑制这些细胞可改善急性压力模型的入睡延迟,对所测正常睡眠指标则无显著影响。
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不同压力刺激,都能引起响应
研究从急性压力开始观察。短暂身体受限、带有大鼠气味的垫料、气流刺激,以及进入有其他小鼠气味的笼子,都引起 CeA SST 细胞群的钙信号升高。外界情境改变,很快传到这群细胞的活动中。
主动增强它们的活动,也伴随瞳孔扩大、呼吸加快,以及更少进入开放空间的行为。开放场与迷宫中的总移动距离没有显著变化,说明这些探索变化并未伴随整体运动增加。压力响应与细胞活动,由此在多个层面联系起来。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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激活这群细胞,小鼠更快醒来
团队在记录脑电与肌电的同时观察睡眠阶段。小鼠进入非快速眼动睡眠后,激活 CeA SST 细胞可促使它们迅速转为觉醒。在所测不同激活条件中,较快的激活节律也使这种转换更容易、更快发生。
另一个问题是,细胞活动会不会让清醒小鼠迟迟睡不下去?在休息时段持续招募一小时,入睡潜伏期延长,清醒时间增加,快速眼动与非快速眼动睡眠减少。细胞激活同时影响了睡眠的启动时刻和这一早期时段的状态分布。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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入睡变慢,却没有持续保持清醒
把观察延长到三小时,促醒作用主要出现在最初一小时,后两小时的各睡眠阶段总量没有显著差别。不同长度睡眠片段的数量和平均持续时间,也未出现显著变化。长一点的激活,并未把整个观察期都变成清醒。
另一种细胞激活方式得到相近结果:入睡推迟,清醒增加集中在早期,之后睡眠与觉醒片段没有显著改变。这些时间上的分化,使研究把关注点落在入睡转换,而不是把所有睡眠变化合在一起。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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日常睡眠转换,未见同样的信号起伏
细胞能够被主动激活而促醒,并不意味着它们在每次自然觉醒时都会有相同响应。研究同时记录自由活动小鼠的钙信号、脑电和肌电,比较正常觉醒、非快速眼动睡眠及快速眼动睡眠。三个状态中的群体信号没有显著差别。
在觉醒与睡眠互相转换的多个时点,信号也没有显著改变。这与面对压力时的明显升高形成了区别:从目前的群体记录看,这群细胞更突出地响应压力情境,而非一律随自然状态切换起伏。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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降低细胞活动,没有明显改变睡眠
团队接着抑制 CeA SST 细胞,观察正常条件下小鼠的睡眠。入睡潜伏期没有显著改变,觉醒、非快速眼动及快速眼动睡眠总量也相近。脑电与肌电记录中的状态分布,没有出现明显变化。
这把激活与抑制的结果放到了不同位置:招募这群细胞足以推迟入睡,但在所测正常条件下,减少它们的活动未明显扰动睡眠。研究因此继续追问,压力已经发生时,这份细胞活动是否变得更重要。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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在换笼情境中,抑制让入睡提前
进入带有陌生同伴气味的笼子后,小鼠入睡更慢,早期觉醒更多。研究在换笼前降低 CeA SST 细胞活动,随后发现入睡潜伏期缩短,最初一小时觉醒减少、非快速眼动睡眠增加。改善主要集中在刚进入休息的阶段。
睡前身体受限的另一种急性压力情境,也呈现抑制后入睡延迟缩短的结果。两种情境从不同方向支持同一认识:压力中的这群细胞活动,参与了本该进入睡眠时仍保持觉醒的状态。
来源:Yao W et al. · Communications biology · CC BY-NC-ND
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压力与睡眠,接在一个特定转换上
这项雌雄成年小鼠研究,把压力响应与入睡时机联系到 CeA 的一个标记细胞群。最有意思的区别,是“让动物醒来”与“长期维持清醒”并非同一作用;“压力后睡不着”与“正常睡眠如何转换”也有不同细胞参与方式。
在这些急性压力模型与观察时段中,SST 细胞的作用集中在迈进入睡的那一步。把睡眠问题拆到具体阶段,便能看见一个脑区内部的细胞,如何把外界压力接到睡眠转换上。