关于为什么在寒冷的冬天的早晨很难醒来的一个线索

冬天可能已经过去，但你还记得在那些寒冷、黑暗的日子里醒来的挑战吗?温度影响几乎所有生物的行为，但关于感觉神经元和控制睡眠-觉醒周期的神经元之间的联系，仍有很多东西需要了解。

西北大学的神经生物学家发现了这一行为背后的原因。在一项针对果蝇的研究中，研究人员发现了一个“温度计”回路，它将外界低温的信息从果蝇的天线传递到高级大脑。他们展示了，通过这个回路，季节性的寒冷和黑暗条件可以抑制神经元苍蝇的大脑促进活动和清醒，特别是在早晨。

温伯格艺术与科学学院神经生物学副教授马尔科·加利奥说:“这有助于解释为什么苍蝇和人类在冬天的早晨都很难醒来。”“通过研究果蝇的行为，我们可以更好地理解温度是如何以及为什么在调节睡眠方面如此重要。”

这项研究由加利奥领导，在黑腹果蝇身上进行，将于5月21日发表在该杂志上当代生物学。

本文介绍了居住在飞行天线中的第一次“绝对冷”受体，这在仅在飞行的“舒适区”约为77华氏度的温度下响应温度。鉴定了那些神经元，研究人员随后一直到他们的目标内的目标。他们发现该信息的主要接受者是一小组脑神经元，是控制活动节奏和睡眠的较大网络的一部分。当他们发现的冷电路有效时，将通常由晨光激活的目标电池关闭。

果蝇是昼夜生物学的一个经典模型系统，研究人员在这一领域研究控制我们24小时休息和活动周期的机制。目前大部分工作的重点是外部线索(如光线和温度)的变化如何影响活动和睡眠节律，以及这些线索如何到达控制这些反应的特定大脑回路。

虽然对小型“冷血”果蝇来说，检测环境温度是至关重要的，但人类仍然是舒适的生物，不断地寻求理想的温度。人类寻求最佳温度的部分原因是，核心温度和大脑温度与睡眠的诱导和维持密切相关。日光和温度的季节性变化也与睡眠的变化有关。

“温度感知是最基本的感官模式之一，”加利奥说，他的团队是世界上为数不多的系统研究果蝇温度感知的团队之一。“我们在苍蝇大脑中发现的原理——逻辑和组织——可能与人类完全相同。无论是苍蝇还是人类，感官系统必须解决同样的问题，所以它们通常以同样的方式来解决。”

Gallio是本文通讯作者。这篇论文的共同第一作者是加里奥实验室的博士后迈克尔·h·阿尔珀特(Michael H. Alpert)和加里奥实验室的前博士生多米尼克·d·弗兰克(Dominic D. Frank)。

numerous-fatigue“睡眠障碍的影响,浓度降低,可怜的学习和改变的各种健康parameters-yet我们还不完全了解睡眠是大脑内生产和监管以及外部环境的变化可能会影响睡眠驱动力和质量,”阿尔珀特说。

这项研究中,一个共同努力在加利奥实验室，从本科生到首席研究员，许多处于不同职业阶段的科学家都在进行这项研究。

弗兰克说:“研究大脑活动至关重要。”“我们的发现证明了功能研究的重要性，以理解如何大脑管理行为”。

总的来说，这项研究在很大程度上依赖于研究神经元活动及其作用的能力神经元在行为。为了做到这一点，研究人员开发了新的工具，并结合功能和解剖研究、神经遗传学和行为监测方法，在野生型和转基因果蝇中进行了这些实验。

这项研究的题目是“编码绝对低温的电路”温度在果蝇。”

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