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压力后促进睡眠的神经元可以缓解小鼠的焦虑

新的研究表明,压力会促进小鼠的一种睡眠,从而缓解焦虑,该研究也查明了其机制。伦敦帝国理工学院的科学家以及中国各机构和苏黎世大学的同事进行的这项研究表明,在暴露于一种称为社交挫败压力(SDS)的心理社会压力的小鼠中,γ-氨基丁酸的一个子集大脑腹侧被盖区(VTA)的(GABA)-生长抑素神经元接收这种压力输入并被其激活,促进快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠,并抑制促肾上腺皮质激素的释放因子(CRF)。总之,通过这个过程启动的睡眠减轻了小鼠的压力水平并减轻了压力引起的焦虑,恢复了精神和身体功能。

由于哺乳动物的睡眠相似,因此人类大脑中可能会触发相同的机制。揭示所涉及的途径可能会导致开发出触发这些有益效果的人工方法,可能有助于治疗创伤后应激障碍(PTSD)等持续性压力障碍,或缓解新诊断出患有痴呆症的人所经历的社会心理压力。

帝国理工学院生命科学系的研究负责人BillWisden博士评论道:“我们的研究结果进一步证实了REM(快速眼动)睡眠有助于我们应对压力的观点。然而,我们之前只知道减少快速眼动睡眠的方法,例如一些抑制快速眼动睡眠的药物。现在,我们的研究揭示了一种诱导快速眼动睡眠的机制,为针对正确神经元并增强睡眠的减压能力的药物或其他干预措施铺平了道路。”

威斯登和团队在《科学》杂志上发表了一篇题为“中脑中的特定电路检测压力并诱导恢复性睡眠”的论文,报告了他们的研究和结果。

人类和所有哺乳动物都会经历两种主要的睡眠类型。当我们倾向于做梦时,这些被称为快速眼动睡眠(REM),而当我们倾向于做梦时,这些被称为快速眼动睡眠(REM),而非快速眼动睡眠(NREM)则是更深的无梦睡眠。作者指出,虽然压力会导致失眠并提高压力激素水平,但反之亦然。“慢性压力会增加快速眼动(REM)睡眠;啮齿类动物的睡眠是由特定类型的压力引起的,例如社交失败压力(SDS)。”研究小组继续说道,尽管睡眠的功能和益处尚不清楚,但睡眠肯定具有恢复作用。“因此,睡眠被认为是减轻压力恶性影响的机制之一。”

然而,是否存在将压力和睡眠联系起来的特定回路尚不清楚。研究人员推断,中脑的腹侧被盖区可以代表压力和睡眠之间的这种联系。他们解释说,VTA调节奖励、厌恶、目标导向行为和社会接触。“它还会影响对压力和威胁的反应,并强烈影响睡眠和觉醒……因为一些γ-氨基丁酸(GABA)VTA神经元会被压力和厌恶刺激激活,我们假设这条途径可以让压力诱导睡眠。”

在报告的研究中,老鼠受到一种称为“社交失败压力”的社会心理压力——它被用作人类欺凌的类比——通过将它们暴露在特别具有攻击性的老鼠身上,而不会造成身体伤害。研究人员发现,在这次遭遇之后,暴露于SDS的动物的飞行或战斗激素水平上升,表明存在压力。当小鼠入睡时,研究人员追踪了VTA神经元的活动,发现了一个特定的神经元子集,它们可以检测应激激素水平并做出反应,并诱导NREM和REM睡眠。“活动依赖性标记揭示了腹侧被盖区γ-氨基丁酸(GABA)-生长抑素(VTAVgat-Sst)细胞通过外侧下丘脑感知压力并驱动非快速眼动(NREM)和快速眼动睡眠,并且还抑制室旁下丘脑中促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)的释放,”作者指出。

这些神经元的活动以及NREM和REM睡眠水平在大约五个小时的睡眠中保持较高水平,在此期间,信号被发送到调节应激激素的其他神经元,阻止它们释放更多激素。因此,新发现的神经元不仅可以检测压力并诱导睡眠,还可以触发应激激素的降低。

研究结果表明,小鼠的睡眠似乎可以降低第二天的焦虑水平。老鼠醒来后,研究人员测试了它们的焦虑反应,看看睡眠如何影响它们的压力行为。这是通过测量小鼠在光下度过的时间来评估的,而不是寻找黑暗,因为它们在焦虑时往往会做更多的事情。这些动物的反应与应激小鼠的反应进行了比较,这些小鼠要么睡眠不足(受到物体刺激),要么新发现的神经元受损,这意味着它们无法获得与正常小鼠相同的恢复性睡眠。

研究小组发现,没有获得压力引起的睡眠的小鼠在黑暗中度过的时间更长,这表明它们更加焦虑,而且这些动物的应激激素水平也仍然很高。“对于在SDS后允许在笼内充足睡眠的小鼠,提高了CORT[皮质酮]浓度

在60分钟内恢复到基线,”作者指出。“然而,如果在压力之后立即发生轻度睡眠剥夺,CORT浓度仍然升高……对于无法进行SDS诱导睡眠的小鼠,无论是因为它们的VTASst神经元已被消融还是受到抑制,CORT浓度在它们的笼子睡眠期间仍然较高SDS后,与SDS后睡眠剥夺的影响类似。”

在确定了这种新机制后,研究小组现在希望找到方法来选择性地针对负责的神经元并通过睡眠增强其积极作用。该策略可用于帮助治疗持续性应激障碍,例如创伤后应激障碍(PTSD)。患有创伤后应激障碍(PTSD)的人经历的快速眼动睡眠较少,这证实了快速眼动睡眠有助于我们处理困难情绪和压力的理论。

痴呆症的诊断也会造成严重的心理压力,研究小组希望,如果他们的研究能够找到一种增强睡眠效果的方法,这也将有助于人们应对新的诊断。患有痴呆症的人还会遭受更多的情绪困扰,而促进快速眼动睡眠同样可能有助于减轻这种痛苦。作者总结道:“因此,特定的回路可以让动物通过睡眠恢复精神和身体功能,这可能为治疗焦虑症提供一种精细的途径。”

在同一期《科学》杂志的观点中,乌得勒支大学的MarianJoëls博士和莱顿大学的E.RonalddeKloet博士指出,报告的结果强调了大脑中的神经回路,其目标是“可能有助于指导未来对啮齿动物甚至人类在经历压力后的干预,无论是通过认知疗法或药物疗法,还是有一天,基因干扰。”

乔尔斯和克勒特指出,“并非所有个体都会通过睡眠来应对社交失败”,而且最近的研究表明,社交压力会促进小鼠类似睡眠的不活动,但差异很大。此外,在报告的研究中,并非所有动物的快速眼动睡眠持续时间都显着增加。作者表示,这种个体差异“需要在更大的小鼠群体中进行进一步研究……”并得出结论,“了解大脑中的基本步骤可能有助于指导未来对啮齿动物甚至人类在经历压力后的干预,无论是通过认知疗法还是药物疗法或者也许有一天,基因干扰。”

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