深度睡眠必备神器——钙离子通道
图片说明：纽约大学（New York University）医学院的Rodolfo Llins每年夏天都会在此做惠特曼中心的研究员。图片来源： Tom Kleindinst
睡眠似乎非常简单，它是一种休息和恢复的状态。几乎任何脊椎类生物都必须有规律地睡眠以保证精力充沛。但是大脑在睡眠状态下和清醒状态下对刺激的反应是不一样的。而且目前我们还不清楚在睡眠状态下我们的大脑发生了什么改变。
Rodolfo Llins是纽约大学医学院的一位神经科学教授，也是伍兹霍尔海洋生物实验室（MBL）惠特曼中心的研究员。他问道：同样的大脑，同样的神经，对氧气相似的需求等等，那么这两种状态下大脑对刺激的反应的不同之处到底在哪？在最近的一篇论文中，Choi, Yu, Lee 和Llins宣称一种特定的钙离子通道在健康睡眠中扮演着关键角色，为了理解正常清醒状态的大脑功能和非正常清醒状态的大脑功能，就必须了解这种钙离子的作用。
为了抓住睡眠这一宽泛问题的核心，Llins和他的同事把老鼠作为研究对象，对这一谜团的关键问题展开研究。离子通道，即神经墙的可选择性出入口，在神经元激活中是必备的，它能够确保大脑的所有部分保持相互联系。但是在睡眠状态下，钙离子通道活跃性增强，保持一种不同于清醒状态模式的慢节奏。基于这条线索，科学家们移除了其中一种钙离子通道Cav3.1，以观察没有了那种通道活动，老鼠大脑功能会受到怎样的影响。
实验证明：这种钙离子通道在正常睡眠中起重要作用。缺乏Cav3.1钙离子通道的老鼠比正常老鼠要花费更长时间才能入睡，而且睡眠时间也短很多。Llins说：它们基本上都在打瞌睡。它们的大脑活动也不正常，更像处于清醒状态而不是睡眠状态。最重要的是，这些老鼠从没有达到过深度的慢波睡眠。这意味着我们已经发现Cav3.1是一种最终支撑深度睡眠的通道。
由于这些老鼠完全缺乏深度睡眠的能力，他们最终表现出一种类似于人类精神障碍的综合症。Llins相信研究无意识状态下大脑如何运转对于理解有意识状态的大脑运转和不正常大脑活动来说很关键。这篇论文开始揭示出正常睡眠的一种关键机制，以及在所有大脑功能中一种重要的钙离子通道所起到的重要作用。（科学之家，译审：YYF）关注科学之家微信公众号：kexuehome 收取新鲜科学资讯