十五年前，一種奇怪的突變果蠅，zui近，他帶領(lǐng)的神經(jīng)科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)了“動物的生物鐘如何在早上叫醒它，而在夜間使其入睡"。
其實，生物鐘的機制很像一個光開關(guān)。在一項腦節(jié)律神經(jīng)元的研究中,研究團隊發(fā)現(xiàn)，在白天，這些神經(jīng)元中的鈉離子通道活性很高，可打開細(xì)胞，并zui終喚醒動物，在夜間，較高的鉀離子通道活性可關(guān)閉細(xì)胞，使動物進入睡眠。通過進一步調(diào)查，研究人員驚奇地發(fā)現(xiàn)，在果蠅和小鼠中有著相同的睡眠-覺醒開關(guān)。
研究人員說：“這表明，我們睡眠-覺醒周期的控制機制是古老的。在幾百年的演變中，這種振蕩機制似乎是保守的。如果它存在于小鼠身上，它也可能存在于人類中。"
更好地理解這一機制，可能會帶來新的藥物靶點，以解決時差、輪班工作相關(guān)的睡眠-覺醒問題，以及生物鐘引發(fā)的其他問題。zui后，我們就有可能重置一個人的內(nèi)部時鐘，以適應(yīng)他的情況。
研究人員將其稱作一種“自行車"機制：兩個踏板，在24小時內(nèi)上上下下，向神經(jīng)元傳遞重要的時間信息。研究人員意外地發(fā)現(xiàn)，兩個踏板——鈉離子流和鉀離子流，不論在簡單的果蠅，還是在更復(fù)雜的小鼠當(dāng)中，都是活躍的。
研究人員說：“令人驚奇的是，在昆蟲和哺乳動物中發(fā)現(xiàn)的睡眠周期控制機制，是一樣的。小鼠是夜間活動的，果蠅是白天活動的，但是它們的睡眠周期是以同樣的方式受到控制。"
果蠅晝夜節(jié)律的神經(jīng)元活動，是否隨一天中的時間變化而改變。研究人員接下來想知道這是為什么。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈉離子流很高時，神經(jīng)元更加活躍，使動物覺醒，當(dāng)鉀離子流很高時，神經(jīng)元安靜下來，導(dǎo)致動物處于睡眠狀態(tài)。鈉離子流和鉀離子流之間的平衡，控制著動物的晝夜節(jié)律。
研究人員說：“這項研究花了很長時間，但我們能夠把基因組學(xué)、遺傳學(xué)、行為學(xué)研究和神經(jīng)元活動的電測量結(jié)合在一起。"他說，當(dāng)然，現(xiàn)在我們有關(guān)于“什么調(diào)節(jié)著這種睡眠-覺醒途徑"的更多問題，所以還需要開展更多的工作。
