2011年8月28日 星期日

飲酒過量會影響睡眠的回復性


       
        已知大量飲酒會在睡眠的前半段減短入睡時間、增加慢波睡眠(slow-wave sleep; SWS)以及抑制速眼動(rapid eye movement; REM);在睡眠的後半段,速眼動睡眠增加而且睡眠會變得比較淺。一篇探討酒精對睡眠中心跳變異率(heart rate variability; HRV)影響的研究發現:「酒精會妨礙睡眠的回復功能。」

         日本秋田大學醫學院的Yohei Sagawa醫生說:「酒精會影響整個睡眠的結構。正常來說,人類在晚上睡覺時負責休息的副交感神經系統會比負責興奮的交感神經來得活躍,而我們想要了解酒精如何改變這兩者之間的互補關係。」
         美國史丹佛大學醫學院教授Seiki Nishino補充:「這個研究主題是獨特的,雖然已有一些研究會監測睡覺時的心跳變異率,但據我所知還沒有研究使用這項指標來了解酒精對睡眠時自主神經系統的影響。」

        Sagawa醫生和他的同事找來10個健康的男性大學生,他們的平均年齡是21.6歲。給他們三種不同酒精濃度的飲料,分別是:無酒精、低濃度(0.5g/kg)與高濃度(1g/kg)酒精飲料,不同濃度的測試需間隔一週。在實驗當天會24小時持續紀錄受試者的腦波(EEG),受試者必須在上床睡覺前100分鐘喝下指定的酒精飲料,整晚睡眠紀錄會紀錄8小時,另分析心跳變異率並計算高頻波及低頻波的比值。

        Sagawa醫生說:「研究顯示酒精會抑制高頻波段的強度,且影響程度與酒精濃度有關。雖然在腦波圖上看起來飲酒之後睡眠的前半夜睡得不錯,但在評估自主神經系統的活動後會發現,睡前飲酒可能導致的是失眠而不是好眠。」

        更仔細地說,當酒精攝取量提高的時候,心跳速率跟著提高,心跳變異率各頻段的強度都會降低,同時低頻/高頻波比值會提高,這個比值被視為交感和副交感神經是否平衡的指標。由此可知心跳變異率的高頻波段強度是降低的,而這是副交感神經系統活動的指標。也就是說,酒精會抑制睡眠時副交感神經系統的活動,喝得越多,抑制程度也越高

        Nishino教授的觀察指出:「這個研究評估了受試者單次飲酒後的立即影響,發現對健康是不好的。許多人都有飲酒的習慣,若他們長期睡眠時副交感神經系統都受到抑制,久而久之對健康的不良影響會擴大,甚至誘發許多疾病。」
        Sagawa醫生同意地說:「許多酗酒與習慣性飲酒的人有失眠的問題。攝取酒精會抑制副交感神經系統活動,而這又會與失眠有關,這裡所指得失眠包括入睡困難、早起、無深度睡眠以及容易清醒。」
        Nishino教授說:「一般人會認為睡前小酌一杯可以幫助睡眠,特別是幫助入睡。對於少量飲酒的人來說確實如此,但大量飲酒卻會降低睡眠品質以及破壞睡眠的回復功能,長期飲酒甚至會造成更大的負面影響。」
       Sagawa醫生補充:「酒精相關身心疾病的個案更需要特別注意長期飲酒對睡眠回復性造成的負面影響。」

外電連結
Alcoholism: Clinical & Experimental Research (2011, August 16). Alcohol interferes with the restorative functions of sleep. ScienceDaily. link
原始文獻
Alcohol Has a Dose-Related Effect on Parasympathetic Nerve Activity During Sleep. link


2011年8月22日 星期一

適度睡眠和減輕壓力可幫助減重



       若你想成功減重,那麼請先減輕你的壓力並獲得足夠的睡眠。一項新研究結果指出,如果想要減重超過十磅(4.5公斤)的話,減少自身的壓力並讓自己每晚有6-8小時的睡眠將更容易達到目的。

        此研究結果發表於International Journal of Obesity期刊上。共有約500位來自俄勒岡州和華盛頓州的受試者參與,評估睡眠、壓力、憂鬱、電視/電腦使用時間等因子與減重的關連。先前已有許多研究指出上述因子都與肥胖有關,但較少有研究探討這些因子是否能夠用來預測減重的程度。

        研究的主要作者Charles Elder提到:「建議人們試圖要減重時,應試著擁有適量睡眠並減輕自身壓力。有些人可能只需要減少他們的預定進度並早點上床;有些人可能需要藉由運動來減輕壓力並改善睡眠;冥想也許對某些人也可以有幫助。」

        此研究共有兩個階段,在第一階段時受試者被要求在六個月內減掉十磅。如果他們成功達成目標,則繼續進行長達一年的第二階段。第二階段是探討一種穴位按摩技術 (complementary acupressure technique)與傳統的體重維持方法在效果上的差異。

        在研究的第一階段期間,所有受試者每週都要一同討論,他們被要求量體重、每天攝取熱量減少500大卡、用餐需是富含蔬果且低脂低糖、每週運動180分鐘、並且每天記錄進食情況。在此階段中持續的記錄進食情況且參與討論的人較容易達到減重目標。整個過程中受試者也需要回報自己失眠、壓力和憂鬱的程度,並記錄睡眠時數、看電視與用電腦的時間。

        研究團隊發現睡眠時數與壓力的多寡對減重來說是項很好的預測指標,而憂鬱程度和使用電腦/電視的時間則否。壓力程度較低和睡6-8小時的受試者更容易達到減重十磅的目標,且這群人約四分之三都達成目標並進入第二階段,成功人數是那些處於高壓力與每晚睡不足6小時者的兩倍。

        進入第二階段的受試者分為兩組,一組每個月上一次課,學習運用穴位按摩技術在專注想著某個問題時(例如維持減重成果)輕柔按壓臉及後腦的穴道;另一組每個月參與一次減重支持團體,並利用傳統的營養學和運動來維持減重成果。兩組都將持續進行六個月才完成整個實驗。實驗結束後六個月再追蹤一次瞭解哪一組的體重維持效果最好,這部份的成果應會在2011年尾或2012年初發表。

        雖然有著令人驚艷的成果,但研究人員也提到由於90%的受試者都具有大學以上教育程度,並且對減重有高度動機,因此這方法不見得適用於所有人。

編譯:張翊珊、蔡宇哲



外電連結
Kaiser Permanente (2011, May 26). Moderate sleep and less stress may help with weight loss. ScienceDaily. link
原始文獻
C R Elder, C M Gullion, K L Funk, L L DeBar, N M Lindberg, V J Stevens. Impact of sleep, screen time, depression and stress on weight change in the intensive weight loss phase of the LIFE study. International Journal of Obesity, 2011 link

2011年8月21日 星期日

睏睡時你將無法抵擋食物的誘惑

Credit: © Sally / Fotolia
        白天若是昏昏欲睡時看到誘人的高熱量食物,那麼大腦可能就會經不起誘惑。今年舉行的睡眠年會(the 25th Anniversary Meeting of the Associated Professional Sleep Societies)中所發表的一篇研究指出:當看到好吃的高熱量食物圖片時,睏睡度越高,大腦前額葉皮質的活化程度就越低。前額葉皮質為大腦中掌管抑制程序的區域,「坐懷不亂」的表現就需要此區域十分活躍才能達到。

        哈佛醫學院助理教授William Killgore博士說:「即使是健康、有充足休息的人,見到令他食指大動的食物時,大腦的抑制作用也是與他們的主觀睏睡度有關。這說明了即使是正常波動的睏睡度變化(非睡眠剝奪)也有可能影響大腦的反應。這些抑制反應相當重要,可以調控對食物的攝取量,也影響人們選擇是否要吃或是吃什麼。」

  Killgore的研究團隊找了12位年輕的受試者,讓他們觀看高熱量食物、低熱量食物與中性(植物和石頭)等多種圖片,同時以功能性磁振造影(fMRI)掃描大腦活動情形。他們的睏睡度則以睏睡度量表(Epworth Sleepiness Scale)來加以評估。這是一份簡單的自陳量表,讓人們評估自己在某些特定情境下(如坐著看書或看電視時),會感到睏睡甚至入睡的可能性。研究結果顯示,面對那些高熱量的食物圖片時大腦前額葉皮質中專司抑制的區域會活化,然而當睡眠越不足時(睏睡度越高)此區域的活動就會越低。

        現今社會大眾肥胖率逐漸上升,同時普遍也存在著睡眠不足的現象,因此Killgore認為這兩者間有著流行病學上的意義。而為了能解決此問題,瞭解肥胖與睡眠、大腦與飲食行為間的關連也就更加重要。

編譯:陳怡臻、蔡宇哲

外電連結
American Academy of Sleep Medicine (2011, June 13). Sleepiness may impair the brain's inhibitory control when viewing high-calorie foods. ScienceDaily.  link

2011年8月18日 星期四

酗酒可能擾亂生理時鐘

生物體生理與行為會呈現以24小時為週期的約日節律(circadian rhythm),這是由體內約日時鐘基因(circadian clock gene)所調節。先前動物實驗已發現長期飲酒會改變該基因的表現,而新的研究在酒精依賴(alcohol-dependent; AD)的病人身上發現約日時鐘基因的mRNA減少,此結果支持約日時鐘基因異常與長期飲酒有關。
台北醫學大學教授同時也是此篇論文作者之一的Sy-Jye Leu解釋:「約日節律會調節我們的生理功能以及行為,例如體溫、荷爾蒙分泌以及睡醒週期(sleep/wake cycle)。許多外在的表現都呈現約日節律,它是由內在時鐘系統來調控的,而此系統就是由約日時鐘基因所控制,這些基因的正常表現對人類的生存而言是必須的。」
台北市立聯合醫院精神科主治醫師郭千哲補充:「酒精依賴和約日節律異常(如睡眠與情緒的改變)有關。這篇研究十分重要,因為作者使用了臨床個案而非動物模型來了解酒精依賴個案的約日節律是否異常。」
先前的研究指出,酒精會直接影響腦部的神經傳導物質,換言之,酒精可能會影響約日時鐘基因的活動,擾亂其原本呈現約日節律的反應。透過測量mRNA的數量可以評估生物節律基因的表現,來了解長期飲酒個案是否已受影響。
Leu和她的同事檢測了22位酒精依賴個案的血液樣本,並找了12位健康人當作控制組與之比較。結果顯示酒精依賴個案身上約日時鐘基因的mRNA數量顯著低於控制組,代表長期飲酒的個案約日時鐘基因表現較差。
Leu說:「長期飲酒與破壞約日時鐘基因的正常表現有關,這些基因表現的改變與約日節律異常有關,而且可能會導致睡眠週期混亂、憂鬱症甚至癌症等生理問題。」 除此之外,已減弱的約日時鐘基因表現就算經過治療也無法回復到正常狀態,意即長期飲酒可能對約日時鐘基因造成難以回復的長遠傷害。

外電連結
Alcoholism: Clinical & Experimental Research (2010, August 25). Chronic drinking can disrupt circadian rhythms. ScienceDaily. link
原始文獻
Ming-Chyi Huang, Chia-Wei Ho, Chun-Hsin Chen, Shing-Cheng Liu, Chiao-Chicy Chen and Sy-Jye Leu. Reduced Expression of Circadian Clock Genes in Male Alcoholic Patients. Alcoholism: Clinical & Experimental Research, 24 August 2010 link


2011年8月17日 星期三

睡一覺得知是否有心血管疾病

睡覺時手指夾著一個簡單的儀器就可得知心跳及血管功能的變化,而最新研究指出也可以藉此瞭解罹患心血管疾病風險有多大

瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg, Sweden)進行了一個148位受試者參與的研究,這項睡眠時簡單又沒有風險的技術檢測出超過80%的高風險心血管疾病患者,研究結果發表於Chest期刊上。

研究者利用特製的脈搏血氧儀來記錄患者睡眠時的心血管變化情形,這種記錄方式通常用於偵測特殊睡眠困擾(例如:睡眠呼吸中止症)。儀器透過手指可測量五種訊號:脈搏衰減程度、加速度、傳遞時間、呼吸時脈搏的震盪與血氧去飽和度。由這些訊號再透過特殊的演算法建立起模型,藉此評估個案的心血管疾病風險。

研究者Ludger Grote說:「我們試圖建立起一個模型來衡量個案罹患心血管疾病的風險程度。」這個方法應可以快速又簡單的辨識出高風險的心血管疾病患者,也希望能被運用在評估心血管疾病的預防效,例如:要降低多少體重、增加多少運動量才能減少心血管疾病的發生。研究團隊目前正在發展可方便攜帶的儀器以便臨床上使用,但同時也需要更多的研究來確認此方法的可行性。

外電出處

University of Gothenburg (Apr. 4, 2011) Cardiovascular Disease Can Be Detected Earlier During Sleep . ScienceDaily. link

原始文獻

Grote L, Sommermeyer D, Zou D, Eder DN, Hedner J. Oximeter-based autonomic state indicator algorithm for cardiovascular risk assessment. Chest. 2011;139(2):253-9. link

2011年8月11日 星期四

睡眠時騰出腦袋空間以利新學習


        人們每天花三分之一的時間在睡覺,但目前仍沒有一致的結論解釋為何需要如此多的睡眠。許多研究都指出睡眠有幫助記憶的功能,而速眼動睡眠(Rapid eye movement sleep)一直都被認為是幫助記憶的主要階段。但也有不少研究者對那些平靜、無夢的非速眼動睡眠階段(non-Rapid Eye Movement sleep)很感興趣。近日美國加州大學柏克萊分校的研究者發表了一篇研究,認為這些佔了一半時間的睡眠對學習新事物也很重要,以往都低估了這些睡眠的重要性。

        在學習有關事件、情節等的訊息會先暫存在海馬迴(hippocampus),接著再轉變為長期記憶儲存在前額葉皮質。白天所接收到的訊息先暫存在海馬迴,但是由於儲存空間有限,因此當變成長期記憶後就需要釋放海馬迴的資訊容量,才能讓我們有空間接受新訊息。這篇發表在現代生物學(Current Biology)的研究提供了睡眠紡錘波(Sleep spindle wave)可幫助記憶轉換,並解放海馬迴空間的證據。研究者之一Matthew Walker說:「這些瑣碎的拼圖都告訴我們一個相同且一致的故事,睡眠紡錘波幫助我們騰出記憶空間」。

        人們夜間睡眠分成好幾個階段,研究中提及會幫助記憶轉換的紡錘波,常發生於非速眼動睡眠的階段二,此屬於淺睡階段,約佔了一半的睡眠時間,常發生於後半夜或是睡醒前的階段。主導整個研究進行的Bryce Mander就說:「睡眠紡錘波常發生在後半夜睡眠時,因此若睡少於六小時,會減少紡錘波產生的機會,如此可能會降低學習能力。」也因為這些證據顯示後半段睡眠有助於知識的學習,因此學校開始上課的時間受到質疑。Mander說:「這些發現對於正在受教育的族群很重要,雖然學習是必須的,但晚睡和早起的作息型態讓他們沒有適當的睡眠時間。」

        這次的研究有44位年輕人參與,於中午12點時要求他們記得100組臉孔-名字的配對,這個學習作業已被確認與海馬迴有關。第一次學習後每個受試者的記憶表現相近,接著他們被隨機分派為90分鐘小睡或是持續維持清醒組,直到當晚6點時再進行另一輪的學習並測驗。結果發現那些沒有小睡的受試者表現明顯比第一次還要差,相反的那些有小睡的受試者不但表現優於清醒組,甚至表現比自己第一次學習時還要好。兩組表現此消彼長的結果,顯示了睡眠有幫助騰出記憶空間、讓學習表現更好的功能。

        研究同時也分析了小睡中的腦波,發現小睡中越多紡錘波出現,之後的記憶表現就越好。研究者認為紡錘波的發生與海馬迴-前額葉迴路有關,而此迴路亦與記憶有密切關係,因此睡眠中的紡錘波可做為學習效果好壞的表徵。
        Walker結論說:「睡眠並不只在學習後幫助記憶鞏固而已,在學習前也幫助我們騰出空間來接收新的訊息。」

編譯:林弘庭、蔡宇哲

外電出處
University of California - Berkeley (2011, March 10). As we sleep, speedy brain waves boost our ability to learn. ScienceDaily. Retrieved link
文獻連結
Bryce A. Mander, Sangeetha Santhanam, Jared M. Saletin, Matthew P. Walker. Wake deterioration and sleep restoration of human learning. Current Biology, 2011; 21 (5): R183. link

2011年8月8日 星期一

睡眠不連續可能有害記憶

(Credit: © zergkind / Fotolia)


        夜間因照料小孩而需頻繁地睡眠中斷是新生兒父母面臨的一大考驗,許多人因此抱怨白天精神不佳,甚至有記憶衰退的現象。史丹佛大學研究者使用最新的技術--用光來控制特定腦細胞,使小鼠的睡眠片段化,進而發現睡眠不連續確實會對記憶有負面影響。

        睡眠對大腦的影響一直是未解的難題,研究者不斷地以不同實驗設計與技術來探討兩者之間的關係與影響。而最新的技術-光遺傳學(optogenetics)出現,讓研究者可以操弄特定腦細胞來影響睡眠,進而了解睡眠對腦部的影響。

        長久以來研究者都假設睡眠對於記憶是很重要的,但由於睡眠剝奪方法學上的限制,使得這方面研究難有突破。例如在動物實驗中,溫和且持續地碰觸老鼠(Gentle handling)是讓動物保持清醒的方式之一。然而鼠類對於這種身體的喚醒非常敏感,若用不斷喚醒的方式讓老鼠持續維持清醒,則可能會使牠們感受到壓力。壓力本身就會對記憶造成影響,因此就形成一個混淆變項,無法釐清對記憶的影響是睡眠剝奪或是壓力所造成。另外,任何形式的睡眠操弄都會影響到所有的睡眠特徵,不只是睡眠時數,還包含了睡眠品質、睡眠連續性和睡眠成分(速眼動睡眠和非速眼動睡眠的百分比),而這些特徵也都與記憶有很大的關聯,因此研究者很難釐清是哪種睡眠特徵會對記憶造成影響。

        如同其他科學家一樣,史丹佛大學的研究團隊也認為破壞睡眠的連續性會影響到記憶。記憶缺損的現象常見於臨床上某些個案,像是酒精成癮和睡眠呼吸中止症的患者。他們雖然睡眠時數或其他睡眠特徵沒有太大影響,但因為有睡眠不連續的問題,可能因此產生記憶缺損的情況。因此史丹佛大學的研究團隊想知道,若在不影響睡眠時數、強度且不引發壓力的前提下,睡眠片段化是否確實會影響記憶表現。傳統的睡眠剝奪無法解決這個的問題,因此他們藉由新技術--「光遺傳學」,經由基因工程讓某些腦細胞可以被光控制,接著將這項技術用在負責轉換睡與醒的細胞上。他們發現只需要10秒鐘的光脈衝,就能讓動物在不影響其他特徵的前提下造成睡眠片段化。研究者de Lecea認為這是一個非常適當的方法來研究睡眠片段化的影響。

        操弄小鼠的睡眠後,再讓牠進行一項作業:將其放入一個有兩個物品的環境裡,其中有一個是之前曾接觸過,另一個則未曾見過。由於小鼠有喜新厭舊傾向,因此若牠對舊物品已有記憶,則會花較多時間在新物品上,反之若沒記憶則兩項物品的探索時間會差不多。結果發現正常睡眠的小鼠會花較多時間在新物品上,睡眠片段化的小鼠則花在兩者的時間差不多。 研究者Heller說:「這顯示睡眠連續性這項特徵對記憶有關鍵性的影響。」

雖然結論並無法得知人類需要睡多久才避免記憶受損,但也給了那些睡眠片段化的人一個重要的警訊
--若不盡快改善睡眠問題將可能導致記憶受損


外電出處
Stanford University Medical Center (2011, July 27). Interrupted sleep impairs memory in mice. link
文獻連結
Asya Rolls, Damien Colas, Antoine Adamantidis, Matt Carter, Tope Lanre-Amos, H. Craig Heller, and Luis de Lecea. Optogenetic disruption of sleep continuity impairs memory consolidation. Proceedings of the National Academy of Sciences, July 25, 2011 link

編譯:林弘庭、蔡宇哲


2011年8月6日 星期六

睡午覺可能有助於血壓調節

        美國賓州Allegheny College的Ryan Brindle和Sarah Conklin教授的研究發現:白日小睡對心血管反應有益。這個研究是讓受試者小睡後再經歷壓力事件,來了解小睡對心血管循環恢復是否有幫助。結果發現有小睡者(約45分鐘)在壓力事件之後,會比沒有小睡者有較低的血壓。

        超時工作、輪班、焦慮、夜間大量使用網路和電視…等,都是現代社會的特色,而這些都會影響到夜間睡眠。人們不再像以前一樣有足夠的睡眠,相較於50年前,現代人們每晚的睡眠時間少了將近2小時,而這可能對長期健康造成影響。例如:睡很少和高血壓及心血管疾病有關聯。

        Brindle和Conklin的研究探討白日小睡對壓力事件所引發的心血管反應是否有所影響。他們將85位健康的大學生分成兩組,一組讓他們有60分鐘小睡,另一組則否。研究中讓學生評估自己的睡眠品質,並進行誘發心血管反應的壓力作業,像是心算減法。在整個實驗期間都會定時測量學生的血壓及脈搏。

        結果發現有白日小睡者心血管反應的恢復性較佳,且睏睡度也較沒小睡組要來得低。雖然在壓力作業時兩組的血壓和脈搏升高,但在恢復期時,有小睡組的血壓明顯比沒小睡組來得低。這個結果顯示白天有45到60分鐘的小睡將有助於壓力誘發的心血管調節。
        Brindle和Conklin認為:白日小睡對壓力誘發心血管反應的恢復有所幫助。接著將更進一步探討白日小睡和心血管循環的相關機制,與評估小睡是否可有恢復和保護心血管循環的功能,這對那些心血管疾病且睡眠品質不佳的病人會有所幫助。

編譯:莊子、蔡宇哲

外電出處
Springer Science+Business Media (2011, February 28). Napping may help with blood pressure management. ScienceDaily. link 
文獻連結
Brindle RC and Conklin S. Daytime sleep accelerates cardiovascular recovery after psychological stress. International Journal of Behavioral Medicine, 2011 link


2011年8月5日 星期五

睡眠可提高大學生的課堂學習

        今年舉行的睡眠年會(the 25th Anniversary Meeting of the Associated Professional Sleep Societies)中所發表的一篇研究指出:睡眠能幫助大學生記憶和整合課堂中所學來應付考試。


        近期的研究顯示:新近學習的資訊會在睡眠時於腦中重複顯現,這有助於鞏固和穩定學習記憶。此研究就以學生現實生活會遇到的情境為主題,對此結論做進一步探討。作者Michael Scullin表示:「本研究顯示睡眠對整合新資訊來解決問題是重要的,而這對學生在課堂上的學習更是關鍵!」

         此研究有102位沒學過經濟學的大學生參與,在早上或下午接受經濟學課程以提供基礎概念來完成測驗。測驗時間分為(1)課程結束後馬上測試;(2)課程後12小時測試而期間有睡覺;(3)課程後12小時測試而期間沒有睡覺;(4)課程後一星期再測試。測試題目除了課程中的基本概念外,還需整合自己原本的知識來解答較困難的問題。

        研究結果顯示在課後12小時進行測驗的話,期間有睡覺的同學表現較為優秀,特別是在認知整合(cognitively-taxing integration)方面上表現良好。作者表示:令人驚訝的是,在間隔相同的時間下,與其醒著不如睡一覺會更有益於新知識的表現,有睡覺者更能夠整合不同知識來解決問題。


編譯:曾町云、蔡宇哲

外電出處
American Academy of Sleep Medicine (2011, June 15). Sleep can boost classroom performance of college students. link


2011年8月2日 星期二

立即入睡--在果蠅腦中發現睡眠開關

COURTESY OF SCOTT LOEBL, ÅSA WINTHER, AND CASSANDRA VAN DUNK


與其數羊、喝溫牛奶或聽放鬆音樂,失眠者可能更期待可以按個開關就讓自己輕鬆入睡。

華盛頓大學的研究者發現果蠅腦中就有一個類似的睡眠開關,研究成果刊登在Science期刊上。研究者發現在果蠅的腦中有約20個細胞組成的群體能控制「何時睡」以及「睡多久」,且透過「睡眠開關」所誘導出的沉睡狀態對於長期記憶形成是不可或缺的,這也提供了證據來解決科學家一直有爭議的部分—睡眠有助於記憶。

神經生物學教授Paul Shaw說:「這真是令人振奮的消息,經由睡眠開關所誘導出的睡眠狀態和一般自發性睡眠非常相像。」這意味者我們可以透過操控這些細胞來探索新的境界,探討睡眠的目的究竟為何,或許將來某一天可藉此讓我們用更自然的方式來誘導人們入睡。
這些關鍵的細胞位於果蠅腦中的背扇型體(dorsal fan-shaped body)。研究者利用基因改造的方式使這些細胞增加活性,而這些細胞活性增加後會讓果蠅一天多睡上七個小時。接著研究者透過增加一個基因,使細胞會隨著溫度上升而增加活性,如此一來就可以透過環境溫度來控制果蠅何時睡以及睡多久。

Sleeping flies from thescientistllc on Vimeo.
影片中發出紅光(提升溫度)後果蠅就靜止(入睡),紅光消失又立即醒來。

由於睡眠對記憶形成是必要的,因此研究者透過驗證誘導睡眠對於記憶形成是否也具必須性,來瞭解誘導出的睡眠和自發性睡眠是否相同。研究中所使用的學習訓練為求偶制約(courtship conditioning)。一般雄性果蠅遇到散發著雌性費洛蒙的果蠅就會展現出求偶行為,即使散發費落蒙的果蠅是雄性也同樣會努力表現。實驗中受試雄性果蠅被放置在一群散發雌性費落蒙的雄性果蠅中,雖然努力表現但其他雄性果蠅都不會接受。因此受試果蠅需要盡快記得哪隻是沒性趣的,這樣才不會浪費太多時間來尋找繁殖對象。「記得被哪隻果蠅拒絕過」就是需要形成長期記憶的內容。在經歷多次被拒絕後,受試果蠅終於學會遇到雄性果蠅時不要浪費精力去展現求偶行為。一般而言這樣的制約學習通常只能維持數小時的記憶,但若在訓練後活化背扇型體細胞的方式讓果蠅立即睡著,則此記憶可維持數天之久。如此確認了誘導睡眠與一般睡眠一樣,都具有幫助記憶的效果。

為了排除是因細胞活化直接增進長期記憶的可能性,研究者在活化細胞的同時也避免讓果蠅睡著。結果發現果蠅就無法讓記憶持續太久,這也顯示了睡眠對於固化記憶的重要性。然而科學家尚未確定人類的大腦中也有一個背側扇形體存在,研究者目前正嘗試了解是否有類似型態的細胞存在。

編譯:許琇婷、蔡宇哲

外電出處
Washington University School of Medicine (2011, June 23). Sleep switch found in fruit flies. ScienceDaily. Retrieved August 2, 2011, link 
文獻連結
Jeffrey M. Donlea, Matthew S. Thimgan, Yasuko Suzuki, Laura Gottschalk, Paul J. Shaw. Inducing Sleep by Remote Control Facilitates Memory Consolidation in Drosophila. Science, 2011; 332 (6037): 1571-1576. link