▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯
睡眠幾乎要占去一生中三分之一的時(shí)間?？上攵浞值乃?，一定對(duì)生命有著極為重要的意義。睡眠不足，有時(shí)很快就會(huì)顯現(xiàn)問題，比如頭疼，疲憊，注意力無法集中。如果長期缺覺，很多生理指標(biāo)也會(huì)亮起紅燈，與肥胖、癡呆癥、癌癥等一系列疾病的風(fēng)險(xiǎn)增高密切相關(guān)。
不過，睡眠不足還有一些影響或許不那么明顯，卻能在多年以后悄然影響人生。你或許想不到， 成年后的社交障礙，也有可能是青少年時(shí)期睡眠不足埋下了隱患 。
近日，一項(xiàng)發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）的研究論文通過小鼠實(shí)驗(yàn)揭示，青少年時(shí)期睡眠受到干擾，會(huì)直接影響成年后的社交行為，與陌生小鼠交往時(shí)出現(xiàn)社交缺陷。 相反，如果能在青少年時(shí)期設(shè)法補(bǔ)充睡眠，則能幫助自閉癥小鼠在成年后大幅改善社交障礙。
一個(gè)人每天需要睡多長時(shí)間，隨著年齡增長呈現(xiàn)出顯著的變化：在嬰幼兒時(shí)期，每天一大半的時(shí)間都在睡覺；隨著不斷進(jìn)行的生長發(fā)育，我們對(duì)睡眠的需求不斷減少，直至進(jìn)入成年期，睡眠時(shí)長通常穩(wěn)定在每天7-8小時(shí)。
“相較于睡眠在成年個(gè)體中有哪些功能，我們對(duì)發(fā)育過程中睡眠起的作用還知之甚少?！边@項(xiàng)研究的主要作者、斯坦福大學(xué)的邊文杰博士指出，“特別是在青少年期發(fā)育（adolescent development）中，睡眠可能扮演特殊的角色?！?/p>
▲青少年每晚需要睡8~10小時(shí)，但近年來多個(gè)國家的薈萃分析顯示，青少年群體中超過半數(shù)睡眠缺乏（圖片來源：123RF）
為了回答青少年時(shí)期的睡眠具體如何影響大腦功能，研究人員設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)，在小鼠的青少年期（出生后35~42天），讓它們連續(xù)5天、每天少睡4小時(shí)。結(jié)果，這些小鼠成年后，與對(duì)照組正常睡眠的小鼠相比，社交行為出現(xiàn)了異常。
正常情況下，剛成年的年輕小鼠就像初入社交場的年輕人一樣，對(duì)于陌生小鼠有著天然的好奇，在同時(shí)面對(duì)已熟悉的小鼠和陌生小鼠時(shí)，也會(huì)對(duì)陌生小鼠更感興趣，會(huì)積極地與之社交。然而，經(jīng)歷了青少年期睡眠干擾的被試小鼠卻失去了與陌生小鼠社交的強(qiáng)烈興趣。用研究人員的科學(xué)術(shù)語來說，它們喪失了對(duì)于社會(huì)新穎性的偏好。
▲ 行為測試顯示，青少年期曾經(jīng)缺覺的小鼠在成年后失去與陌生小鼠社交的強(qiáng)烈興趣（ 圖片來源：參考資料[1] ）
而當(dāng)研究人員在小鼠年齡稍大一點(diǎn)（出生后42~49天）進(jìn)行同樣的睡眠干擾，發(fā)現(xiàn)也能引起類似的偏好喪失，但效果較不明顯。更晚一些，也就是成年期之后，同樣程度的睡眠不足，則不會(huì)引起社交行為的改變。
這些結(jié)果表明， 青少年期的睡眠對(duì)于日后的社交行為有特別的功能 。
那么，為什么青少年時(shí)期的睡眠如此特殊 ？在進(jìn)一步探究神經(jīng)環(huán)路水平的改變后，研究人員發(fā)現(xiàn)，中腦腹側(cè)被蓋區(qū)（ventral tegmental area，VTA）的多巴胺能神經(jīng)元在這一過程中扮演了重要角色。
▲研究作者手繪示意圖： 青少年時(shí)睡眠充足，長大后才能與陌生小鼠“談笑風(fēng)生”（ 圖片來源：研究作者提供 ）
具體來說，VTA的多巴胺能神經(jīng)元和其神經(jīng)纖維投射的伏隔核（NAc）以及前額葉皮層（PFC）組成中腦-皮層/邊緣系統(tǒng)通道，在動(dòng)機(jī)、成癮和獎(jiǎng)賞相關(guān)行為中扮演著重要角色；而對(duì)于社會(huì)性動(dòng)物——無論是人類還是小鼠，社會(huì)性刺激普遍被認(rèn)為是一種“獎(jiǎng)賞”，因而VTA也調(diào)控社會(huì)行為。
利用前沿的光纖記錄技術(shù)（fiber photometry）、結(jié)合新型多巴胺熒光探針（ GRAB DA sensor）等多種方法，研究人員在小鼠進(jìn)行社交行為時(shí)實(shí)時(shí)記錄了它們腦內(nèi)VTA多巴胺能神經(jīng)元的電活動(dòng)反應(yīng)，并直接監(jiān)測多巴胺的釋放。
結(jié)果一致表明：對(duì)照組小鼠最初遇見陌生同伴的時(shí)候，無論是VTA的神經(jīng)元響應(yīng)，還是在NAc的多巴胺釋放，都有最大的反應(yīng)；隨著熟悉程度增加，神經(jīng)反應(yīng)逐漸降低；而出現(xiàn)新的社會(huì)刺激——新的陌生小鼠時(shí)，又會(huì)出現(xiàn)大幅反應(yīng)。
但在青少年期缺覺的小鼠中，這種神經(jīng)反應(yīng)模式消失了！無論VTA神經(jīng)元還是NAc的多巴胺釋放都不再對(duì)新的陌生小鼠產(chǎn)生響應(yīng)。不僅如此，這些小鼠的大腦中，從VTA到NAc的投射被異常加強(qiáng)了，提示青少年期睡眠干擾有可能影響了發(fā)育過程中多巴胺能神經(jīng)元的布線和精確化過程，導(dǎo)致其成年后的多巴胺系統(tǒng)無法對(duì)新出現(xiàn)的社會(huì)性刺激做出及時(shí)有效的響應(yīng)。
后續(xù)研究指出，處于睡眠的不同階段時(shí)，VTA多巴胺神經(jīng)元有不同的狀態(tài)，青少年期正常的睡眠/清醒循環(huán)有助于將VTA神經(jīng)元的興奮性水平維持在一個(gè)合理的范圍，避免其在發(fā)育過程中被過度興奮，從而形成正常的多巴胺能環(huán)路系統(tǒng)和社交行為。
圖片來源：123RF
這項(xiàng)研究還探索了 增加青少年期睡眠來改善成年后社交行為障礙 的可能性?！霸诙喾N神經(jīng)發(fā)育障礙，例如孤獨(dú)癥、精神分裂癥中，睡眠障礙出現(xiàn)的比例高達(dá)50%~80%，特別是在青少年患者中。更有研究發(fā)現(xiàn)，在孤獨(dú)癥病人中，睡眠障礙與社交障礙的嚴(yán)重程度存在顯著的正相關(guān)?！毖芯咳藛T指出。
利用一種基因突變導(dǎo)致孤獨(dú)癥的小鼠模型，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過藥物增加青少年期的非快速眼動(dòng)（NREM）睡眠，或是通過光遺傳手段選擇性增加皮層慢波組分（NREM睡眠的重要特征之一），或是通過化學(xué)遺傳學(xué)手段抑制VTA的電活動(dòng)水平，均可以大幅改善這些孤獨(dú)癥小鼠的社交障礙，使它們在成年之后面對(duì)陌生同伴時(shí)不再表現(xiàn)“社恐”，而是呈現(xiàn)出相對(duì)正常的社會(huì)新穎性偏好。
盡管這些結(jié)果來自小鼠實(shí)驗(yàn)，而人類的社會(huì)行為更為復(fù)雜，社交行為的改變與睡眠的關(guān)系還需要更多的研究，但這些結(jié)果足以讓我們進(jìn)一步意識(shí)到睡眠的重要性，尤其是對(duì)于大腦正處于發(fā)育階段的青少年來說。
▲邊文杰博士是這項(xiàng)研究的第一作者和共同通訊作者 （ 圖片來源：研究作者提供 ）
“我們的研究結(jié)果揭示了睡眠在青少年期大腦發(fā)育過程中一項(xiàng)全新的功能及其環(huán)路機(jī)制，拓展了我們對(duì)睡眠和社會(huì)行為的理解?！边呂慕懿┦恐赋觯?“對(duì)于處在大腦和身體持續(xù)發(fā)育、性格和各種行為習(xí)慣逐漸定型階段的青少年來說，保證每天充足的高質(zhì)量睡眠可能尤為重要；而對(duì)于那些不幸罹患孤獨(dú)癥、精神分裂癥等神經(jīng)發(fā)育疾病的青少年，也許我們可以換一種思路，嘗試用改善睡眠的方式，來緩解或者預(yù)防未來可能惡化的社交障礙癥狀，從而提高他們的生活質(zhì)量?！?/p>
參考資料：
[1] Wen-Jie Bian et al., (2022) Adolescent sleep shapes social novelty preference in mice. Nature Neuroscience. Doi: https://doi.org/10.1038/s41593-022-01076-8