给全球7000多万人造成困扰的睡眠障碍,特别容易出现在帕金森病、阿尔茨海默病还有抑郁症这些大病里头。首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科的张建国教授带领团队,最近在国际神经科学期刊Brain上发了一篇综述,专门聊动物实验揭示的睡眠环路怎么给人用。这篇文章的标题是《Sleep circuit modulation: from animal models to human translation》,DOI码是10.1093/brain/awag078。 研究团队把脑子里有关DBS的文章都翻了个遍,数了一下超过1万篇的文献,通过计算文本挖掘的方法,把散落在正文中的睡眠相关数据都给凑齐了。他们做了个大拼图,弄出了一份人脑刺激睡眠效应的全景图(图1)。图里把好几个脑区靶点的效果都画出来了,还跟动物实验的结果做了对比。 动物实验那会儿,用光遗传学能毫秒级地控制神经元,让人秒睡秒醒。要是增强慢波振荡,不仅能帮着巩固记忆,甚至还能减少阿尔茨海默病模型里的病理蛋白沉积。可问题是,全球已经有20万患者埋了DBS电极了。这些电极所在的脑区,跟动物实验里定的睡眠环路在解剖上其实重叠得很高。可奇怪的是,大家一直没能像光遗传学那样精准调控人类的睡眠。 团队分析了一下这个矛盾背后的原因。首先是技术不行,DBS的电刺激只能在几毫米范围内乱激活神经元,没办法像光遗传学那样专门针对某一类型细胞下手。再一个是进化的问题,人脑的睡眠网络比啮齿类动物要分散得多,而且人类有独特的认知性觉醒,这能在很大程度上盖过皮层下的睡眠驱动。最后还有个代偿机制的问题,人脑的网络韧性强,局部受了干扰往往能通过其他途径维持整体的睡眠稳态。 针对这些难处,论文提出了未来的三类解决思路:第一是先去研究那些脑干和下丘脑里跨物种保守性很高的古老环路;第二是开发那种能实时检测脑信号的闭环刺激系统,在特定的睡眠阶段给精准打击;第三是从帕金森病、癫痫这些已经在用DBS治病的人群下手,好好积累睡眠方面的临床证据。这篇文章的第一作者是附属北京天坛医院的尹子霄博士,通讯作者是张建国教授。 如果对BioArtMedPlants、Brain、DBS、DOI、GABA、GABAergic、REM、Sleep、VLPO这些话题感兴趣的话,建议关注一下这篇文章。