时差会扰乱两个神经中心的生物钟,从而影响睡眠
时差是许多旅行者的烦恼,类似的疲劳也会困扰轮班工作的人。科学家们知道,这一问题是由人体正常节律被打乱引起的,他们对这一问题的了解越来越深入,可能会带来更有效的治疗方法。
华盛顿大学的新研究表明,这种破坏发生在两组独立但有联系的神经元中,它们位于视交叉上核(suprachiasmatic nucleus)的下方下丘脑在大脑的底部。一组与身体疲劳导致的深度睡眠同步,另一组控制梦境状态快速眼动即快速眼动睡眠。
腹侧或底部的神经元直接从眼睛接收光信息,并根据明暗周期调节节奏。背部或顶部的神经元不接收直接的光信息,因此作为一个更独立的内部或昼夜节律来控制节奏,生物钟.
华盛顿大学生物学副教授Horacio de la Iglesia说,事实证明,身体的一些节奏“更忠于”腹侧神经元,而另一些则与背侧神经元更协调。
正常情况下,这两个神经元群是相互同步的,但诸如跨时区的喷气式飞机旅行或轮班工作等干扰会使周期失去平衡。深度睡眠与明暗周期密切相关,通常在几天内就能适应新的作息时间,但是快速眼动睡眠更多地与光不敏感的背侧神经元联系在一起,可以不同步一周或更长时间。
de la Iglesia说:“当我们对动物施加一个22小时的明暗循环时,腹侧中心可以跟上,但背部不能适应,默认为自己的内部循环。”
在他用于研究的实验室大鼠中,正常的周期是25小时。当施加22小时的人工明暗时间表时,他发现大鼠的深度睡眠(主要由光线控制,但也有对疲劳的反应)迅速适应了22小时的周期,而它们的快速眼动睡眠继续遵循25小时的周期。结果,快速眼动睡眠并没有在深度睡眠之后的正常进程中发生。
de la Iglesia说:“我们发现,在将老鼠暴露在模拟从巴黎到纽约旅行的明暗时间的变化中后,快速眼动睡眠需要6到8天才能赶上非快速眼动睡眠,或深度睡眠,即你通常在晚上的前段时间经历的睡眠。”
这两种类型的睡眠在模拟后立即重叠时差他指出,动物进入快速眼动睡眠的时间更早。他说,这可能解释了为什么旅行者和轮班工人可能需要几天时间来适应他们的新时间表。
“这也可以解释为什么时差与较低的学习表现有关。我们认为打乱正常睡眠状态的昼夜节律序列对学习非常不利。”
“其中一个问题是,你有时会做一些身体没有准备好的事情。一组神经元告诉你的身体现在是巴黎时间,而另一个身体告诉你现在是纽约时间。你在内部是不同步的,”de la Iglesia说。
他是4月16日发表在网上的一篇论文的主要作者当代生物学.共同作者是华盛顿大学的迈克尔·李和贝丽尔·斯旺森。这项工作由美国国立卫生研究院和华盛顿大学玛丽·盖茨学生基金会资助。
之前的研究表明,体育锻炼等治疗方法可以帮助身体在时差后重新同步节奏。de la Iglesia认为,这项新工作可以用于微调药物和其他疗法。
他说:“我们可以回顾那些被认为有效的治疗方法,看看它们可能在这些神经元中心的电路中发挥作用,然后改进它们,使其更有效。”
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