原創(chuàng) Insulindian 果殼

在許多科幻作品中，“低溫冬眠”是一種絕佳的策略——人類可以靠它度過太空旅行的漫長(zhǎng)歲月，絕癥患者則可以一直“睡到”醫(yī)療技術(shù)更先進(jìn)的未來，從而得以治愈。

科幻片中，危急情況下宇航員會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài) | 電影《流浪地球》

科學(xué)家們努力在把這種美好的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，最近，《自然》雜志同期發(fā)表了兩篇論文，兩組研究者各自在小鼠大腦中找到了調(diào)控類似冬眠現(xiàn)象的神經(jīng)元。

自然情況下，在寒冷季節(jié)，一些哺乳動(dòng)物和鳥類會(huì)通過降低體溫，進(jìn)入類似昏睡的狀態(tài)，這是狹義的“冬眠”。在這期間，它們的呼吸、心跳都會(huì)變慢，新陳代謝水平降低，通常持續(xù)數(shù)月。小鼠不會(huì)冬眠，但在實(shí)驗(yàn)室里，如果得不到食物，或者處在溫度較低的狀態(tài)，它們也可能進(jìn)入一種類似冬眠的狀態(tài)，這通常會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)左右。

一只冬眠的蝙蝠 | Magne Fl?ten / Wikimedia Commons

在第一項(xiàng)研究中，筑波大學(xué)的研究者通過注射某種藥物，激活了小鼠大腦中的“ Q 神經(jīng)元”；30 分鐘后，小鼠的體溫快速下降到 30 攝氏度以下，進(jìn)入類似冬眠的狀態(tài)，持續(xù)數(shù)小時(shí)到數(shù)天。這種神經(jīng)元位于下丘腦（具體來說是前腹側(cè)室旁核和視前內(nèi)側(cè)區(qū)），這是大腦調(diào)節(jié)體溫的主要區(qū)域。

另一項(xiàng)研究則來自哈佛醫(yī)學(xué)院。小鼠在 24 小時(shí)禁食之后，進(jìn)入了類似冬眠狀態(tài)。研究者分析了這期間小鼠腦中神經(jīng)元的活動(dòng)情況，找出了一群和小鼠冬眠相關(guān)的神經(jīng)元——如果在小鼠禁食后阻斷這些神經(jīng)元的活動(dòng)，小鼠便不會(huì)進(jìn)入類似冬眠的狀態(tài)。

而且，兩項(xiàng)研究所找到的神經(jīng)元，分布在大腦類似的位置，彼此驗(yàn)證了對(duì)方的研究結(jié)果。這些神經(jīng)元就像大腦中的“冬眠按鈕”，影響小鼠進(jìn)入類似冬眠的狀態(tài)。

禁食之后，小鼠會(huì)出現(xiàn)類似冬眠的狀態(tài) | Rama / Wikimedia Commons

這種“冬眠按鈕”的作用，也在大鼠身上得到了驗(yàn)證。大鼠與人類似，即使是在饑餓或寒冷條件下，也不會(huì)出現(xiàn)冬眠；不過，當(dāng)腦中的 Q 神經(jīng)元被激活，大鼠也出現(xiàn)了類似冬眠的情況。

如果這類神經(jīng)元也存在人類的下丘腦中，那么激活這些神經(jīng)元，人可能也會(huì)進(jìn)入“冬眠”狀態(tài)。這給藥物研發(fā)提供了新思路——比如，對(duì)于中風(fēng)、心臟病突發(fā)、意外外傷等病人，激活這些神經(jīng)元、誘發(fā)體溫降低，或許可以減小代謝過程造成的進(jìn)一步損傷。

最近有什么值得關(guān)注的科學(xué)研究？AI 開設(shè)了一個(gè)新欄目，每期推送一篇短小的論文解讀。來吧，我們一起在科學(xué)的路上走遠(yuǎn)一步。

參考文獻(xiàn)

[1] Takahashi, T.M., Sunagawa, G.A., Soya, S. et al. A discrete neuronal circuit induces a hibernation-like state in rodents. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2163-6

[2] Hvratin, S. et al. Hrvatin, S., Sun, S., Wilcox, O.F. et al. Neurons that regulate mouse torpor. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2387-5

作者：Insulindian

原標(biāo)題：《想要冬眠？或許你也需要這個(gè)“按鈕”》

閱讀原文