新发现的神经通路通过处理急性光线来影响睡眠

人们半夜醒来后经常会看手机，要么是为了看时间，要么是浪费时间。

而这种剧烈的爆发光西北大学的一项新研究报告说，它不会对人体的整体睡眠产生干扰昼夜节律。

研究人员首次直接测试了大脑处理短脉冲光如何影响睡眠。他们发现大脑中负责短脉冲的区域是不同的长期接触光。这一发现挑战了长期以来被广泛接受的观点，即所有的光信息都是通过大脑的视交叉上核(SCN)传递的，它与身体的睡眠/觉醒周期同步。

领导这项研究的西北大学的蒂芙尼·施密特说:“在广泛使用电力之前，我们暴露在光明和黑暗中的情况是可以预测的。”“但是光已经变得非常便宜了。我们都有智能手机，它们的屏幕非常亮。我们都在错误的时间暴露在阳光下。了解这些不同类型的光信息是如何传递到大脑的变得越来越重要。”

这篇论文将于7月23日发表在该杂志上eLife。施密特是西北大学温伯格艺术与科学学院的神经生物学助理教授。这项研究是与弗雷德·塔瑞克(温伯格市神经生物学查尔斯和艾玛·莫里森教授)的实验室以及美国国家心理健康研究所的部门负责人萨默·哈塔尔(Samer Hattar)的实验室合作进行的。

光线进入眼睛后，一种被称为感光性视网膜神经节细胞(ipRGCs)的特殊神经元将光信息传送到大脑。在西北大学的研究之前，研究人员普遍认为，所有的光信息都经过视交叉上核(SCN)，这是下丘脑中一个密集的区域，被称为身体的“昼夜节律起搏器”。

施密特说:“光信息进入SCN，这是使身体所有时钟与光/暗周期同步的原因。”“这个主起搏器能确保一切同步。”

为了进行这项研究，施密特和她的团队使用了一种转基因植物小鼠模型只有iprgc投射到scn，但没有其他大脑区域。因为老鼠夜间活动的当它们暴露在光线下时就会睡着。然而，实验中的小鼠在夜间暴露在短脉冲光下时保持清醒。老鼠的体温也与睡眠相关，但对短期光线也没有反应。

小鼠保持着正常的睡眠/醒来周期和体温正常节律，这表明它们的整体昼夜节律保持完好无损。这就解释了为什么一夜不眠和盯着手机看可能会让人第二天感到疲劳，但对身体没有长期影响。

施密特说:“如果这两种效应——强烈的和长期的光照——通过相同的途径驱动，那么每一次轻微的光照都会有完全改变我们身体昼夜节律的风险。”

现在研究人员知道光响应系统遵循多种路径，Schmidt说需要做更多的工作来绘制这些路径。首先，我们还不知道大脑的哪个区域负责处理尖锐的光线。

在了解更多之后，研究人员可能会了解如何优化光照，以提高那些需要光照的人的警觉性，比如护士，倒班工人和紧急救援人员，同时减轻昼夜节律大规模转变的有害影响。

施密特说:“在错误的时间照射光线现在被认为是一种致癌物质。”“我们希望人们在暴露在阳光下时保持警觉，而不会受到与昼夜节律变化有关的健康风险，如糖尿病、抑郁症甚至癌症。”

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