冬天起床为何这么难？神经回路暗藏“温度计”

原创 一线科普

每到冬天，最令人头疼的一件事就是早上起床，不少“起床困难户”感叹道：被窝里外就是两个世界！

实际上，温度会影响几乎所有生物的行为，乌龟、青蛙等动物还有冬眠的习惯，果蝇在寒冷的冬天也不愿醒来。

2020年5月21日，美国西北大学的研究人员在国际期刊Current Biology在线发表了一篇名为《A Circuit Encoding Absolute Cold Temperature in Drosophila》的研究论文，中文译名是《果蝇体内编码绝对低温的神经回路》。

神经生物学家在果蝇体内发现了一个“温度计”神经回路，通过该回路，果蝇能够将寒冷感觉传递到大脑，从而调控睡眠。

充当“温度计”的神经回路

如下图所示，神经生物学家在果蝇体内发现了一个“温度计”神经回路，通过该回路，果蝇能够将寒冷感觉传递到大脑。

对此，神经生物学副教授Marco Gallio说道：“实际上，苍蝇和人在冬天早晨都很难醒来。通过研究果蝇的行为，我们可以更好地理解温度对调节睡眠的重要性。”

果蝇的舒适温度是25摄氏度左右，当处于低温环境下，果蝇触角中的“绝对寒冷”受体就会做出响应，如下图所示。

随后，通过“温度计”神经回路，受体将寒冷信息传递给大脑神经元，这些神经元的功能是控制睡眠节奏。

当感知到寒冷（cold）之后，果蝇大脑会发布“继续睡眠”的命令，随后，冬季早晨的第一缕阳光会关闭这组大脑神经元。

温度感知是最基本的能力

果蝇是昼夜节律研究中的经典模型，科学家们借助果蝇能够探究人类24小时休息和活动周期的机制。

目前，许多工作的重点在于外界环境的变化（例如光和温度）如何影响活动和睡眠的节奏，以及具体的影响机制。

环境温度的感知对于小型“冷血”果蝇至关重要，同样，人类是舒适型动物，也在不断寻求理想的温度。

因为人类的大脑温度与睡眠质量密切相关，日光和温度的季节性变化也会导致睡眠节奏的变化。

研究人员认为：“温度感知是最基本的能力，无论是果蝇还是人类，感官系统都必须将信息传递到大脑，然后以相同的方式解决相同的问题。”

神经元传递信号，并调节睡眠

睡眠不足会带来很多负面影响，例如疲劳、注意力不集中，甚至影响身体健康，因此需要了解大脑如何产生和调节睡眠信号。

据悉，本研究是一项多年努力的成果，参与者来自实验室中的各个阶段的科学家，甚至包括本科生。

总体而言，科学家们研究了神经元如何传递寒冷信号，以及如何调节睡眠活动。

为此，科研团队将解剖学研究、神经遗传学和行为监测方法相结合，并在野生型和转基因果蝇中进行这些实验。

如果还有人责怪你起床困难，请把本文给他瞅一瞅～

参考文献

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)30552-2

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