大脑如何控制血液流动而我们睡觉吗?

甚至当我们睡着了,大脑完全不休息。令人惊奇的是,睡眠中的大脑中的血液流动时可以大于处于清醒状态。这使得大脑去除废物代谢产物,这是很重要的防止痴呆等神经功能障碍的发展和恶化。然而,如何睡眠中的大脑血流量增加的确切机制尚未清楚。

中心的研究主任金Seong-Gi神经成像研究基础科学研究所内,韩国,最近发现这一现象背后的秘密。他们发现一种抑制性神经元称为“小清蛋白(PV)神经元的分泌物质称为“P物质”,负责血管舒张,血液流向大脑的控制。

不像其他的抑制性神经元亚型,以前认为gaba ergic PV神经元不释放血管活性的物质,因此他们的角色在血液流动监管一直存在争议。研究血液流动监管PV神经元的作用,研究人员表示一个视蛋白的蛋白质称为名为(ChR2)鼠标PV神经元,并选择性地激活PV神经元受光刺激。血管反应PV神经元的激活是衡量广角光学成像和功能性磁共振成像(fMRI)。此外,识别PV神经元对血液流动的作用在麻醉下,研究人员使用氯胺酮和甲苯噻嗪把动物睡觉。

结果表明,在浅麻醉动物,PV神经元的刺激诱导血管收缩和血流量的下降。这是紧随其后的是一个缓慢的血管扩张,增加血液流动从20秒到一分钟后停止刺激。另一方面,在活跃的动物,PV神经元活动只有导致减少的血液流动。这意味着PV神经元有两个不同的脑血流量的控制机制取决于大脑是醒着还是睡着了。

此外,研究人员还发现背后的机制观察缓慢optogenetic刺激后血管舒张。当PV神经元被激活时,它可以抑制兴奋性神经元附近,导致血管收缩,血流量减少。同时,发现这些PV神经元释放肽称为“P物质”,负责观察到缓慢的血管舒张。P物质激活细胞一氧化氮合酶(nNOS) gaba ergic神经元分泌一氧化二氮,一个已知的血管舒张。

研究最后公布的因素控制在睡眠时血液流向大脑,和以前未知的PV神经元在这个过程中的作用。主管Kim说,“我们的研究提出了一个新的方向对脑血流量控制机制的研究,在治疗失眠和睡眠障碍与可能的影响。”

这项研究是与教授共同进行的SUH Minah韩国成均馆大学的研究小组(SKKU)生物医学工程系和宾夕法尼亚州立大学的教授Patrick j .画。

参考:签证官TT, Im GH,汉族K, Suh M, PJ,金SG。小清蛋白中间神经原活动开快车inhibition-induced P-mediated血管舒张血管收缩其次是缓慢的物质。PNAS。2023年;120年(18):e2220777120。doi:10.1073 / pnas.2220777120

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