世界睡眠日专题 | 追问研讨会：徘徊在睡眠和觉醒之间——如何一夜好眠？（上）
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今天3月21日，是世界睡眠日，中国主题为：“良好睡眠 健康同行”。人一生中有1/3的时间在睡眠中度过，睡眠对人身心健康的重要意义不言而喻，但人体是如何在睡眠和觉醒之间转换的，TCCI追问研讨会带您一探究竟。
黄志力：睡眠觉醒调控神经环路
各位专家、各位同道，大家好！非常感谢TCCI创造这样的机会，和大家一起在线分享徘徊在睡眠和觉醒之间的话题。
今天和大家分享的题目是“睡眠觉醒调控的神经环路”。大家都非常清楚睡眠或觉醒是个高度保守的行为，从低等动物到高等人类都需要睡眠。但是，我们为什么要睡眠？睡眠的功能是什么？睡眠觉醒的转换与维持的神经环路及机制等，仍然是睡眠领域的关键科学问题。
为什么要睡眠？睡眠功能主要可以概括为以下五个方面：一是能量的恢复；二是清除大脑代谢废物，特别是2013年内德高（Nedergaard）实验室证明了胶质淋巴系统的功能以后，我们了解到，一个晚上不睡，第二天的白天就昏昏欲睡，大脑的高级功能会受到很大的障碍，主要的原因正是睡眠期（尤其是深度的NREM睡眠）是清除大脑代谢废物的关键的阶段；三是提高免疫力，健康的四大支柱是良好的心态、平衡的膳食、适当的运动和充足的睡眠，睡眠是保证B和T淋巴细胞免疫功能的重要时段；四是记忆存储和记忆巩固的关键阶段；五是生长发育所必需的，从新生儿到成人，睡眠时间在不断地缩短，80%的生长激素都是在睡眠期分泌的。
当然，睡眠的功能还有很多，需要科学家们来共同探索，共同发掘和完善。相对于生命科学快速发展的其他领域，睡眠科学还是非常年轻的，最主要的原因是睡眠的科学评价指标——脑电波的记录和解析相对较晚。在人身上可能相对较早，但是在动物身上特别是自由运动状态下脑电波的记录，是近几十年的事情，这就限制了睡眠科学的发展。近十多年以来，睡眠科学得以快速发展，特别是光遗传学、化学遗传学等特异性控制神经元活性的方法，结合脑电波的记录，就能找到睡眠和觉醒的关键性核团。特定的神经元的顺行性或/和逆行性追踪，可揭示睡眠觉醒核团的神经网络。
近几年来，睡眠科学特别是基础研究领域的发展是非常迅速的。直到2019年，研究人员已经发现，有17个核团它们的兴奋可以引起觉醒量的增加，包括国内胡志安教授团队发现的PVT（丘脑室旁核）核团。2021年我们又发现了两个非常重要的跟觉醒关系非常密切的核团——腹侧苍白球和下丘脑室旁核。今年我们刚刚发表在《Current Biology》上的文章发现，背侧纹状体D1R阳性神经元是一类强大的促觉醒的细胞群。
对应于觉醒促进系统，还有两个重要的睡眠调控系统。一个是非快眼动（non-rapid eye movement，NREM）睡眠。NREM睡眠涉及13个以上核团，其中4个核团由我们实验室第一次报道，并解析了它们睡眠觉醒的神经环路。另一个是REM调控系统，自1953年REM睡眠被发现以来，相对于NREM睡眠，对REM睡眠的研究可能进展得更早一些。2021年我们在《Progress in Neurobiology》发表的综述，概括了8个REM睡眠促进核团，9个抑制核团。REM睡眠调控模型有四种，由哈佛的罗伯特·麦卡利（Robert W McCarley）先生最先提出，我们在这基础上做进一步的提升和系统化。
人们的中枢神经系统中有觉醒系统也有睡眠系统，但是为什么我们现在是清醒的，而深夜凌晨2点是睡着的？这些觉醒、NREM和REM的促进系统，是执行睡眠和觉醒的关键的解剖学基础。那么我们为什么会睡？为什么会醒？是如何进行调节呢？
长时间的觉醒会破坏内稳态。随着长时间的觉醒，内源性的睡眠物质就不断地增加，特别是ATP的代谢产物腺苷、前列腺素D2、抑制性氨基酸、细胞因子或一氧化氮等等。也就是说，内稳态的破坏、内源性睡眠物质的增加，必然会伴有睡眠的反弹，有助于内稳态的恢复。按照睡眠觉醒调控的理论——博尔贝伊（Borbély）双处理模型的学说，内稳态因素是睡眠进行调控的重要因素。时差反应的存在就告诫人们，生物节律因素也参与睡眠和觉醒的调控。视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN）是24小时节律的核心中枢，光线是生物节律的最主要的驱动因子，影响着节律基因的表达。但是光线本身也可以对人和啮齿类动物产生快速的觉醒和睡眠效应，啮齿类动物在接受光照以后会兴奋视网膜，激活上丘（Superior Colliculus，SC）中GABA能神经元，抑制多巴胺能神经元而增加睡眠量；如果暴露在黑暗环境下，SC中GABA能活性下降，多巴胺能神经元去抑制，导致觉醒状态。这是我们2019年发现的啮齿类动物急性的黑暗暴露而引起觉醒的神经环路的机制。
24小时的节律中枢是SCN，但是我们有很多的节律，如摄食、饮水、体温调节、激素分泌等等，都是4~6个小时，这些低于24小时的节律叫做超节律。超节律的中枢在什么地方呢？我们发现SCN上方的室旁核（paraventricular nucleus, PVN）的节律只有1.5~4个小时，将其与SCN切断以后，它的节律仍然非常完整；如果跟SCN连在一起，它的振幅更加规则，这是我们2018年发现的结果，发表在PNAS。去年我们对PVN中间的3种不同类型的神经元进行激活，发现可以引起9个小时的觉醒；如果抑制，可增加睡眠量；如果将其破坏，那么动物出现昏睡。吉林大学的王赞教授也证明了人PVN核团的病变可以导致20个小时以上的睡眠，但炎症消退后，人基本上又可以恢复正常的觉醒，这就告诉我们PVN是一个非常重要的觉醒核团，其功能紊乱和人的嗜睡是密切相关的。
我们长期关注着下丘脑后部的结节乳头核的组胺能神经元，发现释放的组胺通过H1受体引起觉醒，我们找到了内源性物质激活组胺能神经元，导致觉醒量的增加；从另一个环路上来抑制组胺能神经元，而导致睡眠量的增加。在这个环路上，我们解析了腺苷A2A受体和它共存在的多巴胺D2受体，这是一个二聚体。这两个受体最主要的分布部位就是在基底神经节系统（basal ganglia，BG），BG由纹状体、苍白球、丘脑底核和黑质4个部位组成，它主要跟运动、学习、记忆、习惯形成和奖赏的关系非常密切。我们为什么会关注基底神经节呢？因为帕金森病人有严重的睡眠障碍，而帕金森病的病变部位在基底神经节系统。另一个原因是，咖啡和绿茶是世界人民喜爱的饮料，有提神醒脑作用，其关键性的物质是咖啡因。2005年，我们发现咖啡因的促觉醒作用不是教科书上报道的通过腺苷A1受体起作用，我们发现腺苷A2A受体阻断以后，咖啡因的促觉醒作用完全消失，那必然是阻断了内源性物质，这个内源性的物质就是腺苷，那么腺苷是不是可以引起睡眠，又通过哪些部位来引起睡眠呢？
我们通过免疫组化发现腺苷A2A受体非常特异地高度密集地表达在基底神经节系统中，像背侧纹状体、腹侧纹状体还有嗅结节等等。我们用光遗传学特异性地选择性地兴奋伏隔核中间的腺苷A2A受体，动物花3~5分钟的时间就可以从觉醒期进入睡眠期。在生理状态下，伏隔核的腺苷A2A受体神经元什么时候兴奋呢？一般在动物情绪淡漠的时候，A2A受体阳性神经元兴奋，动物睡眠能增加。有很多的老师在上课的时候，学生打瞌睡，基本上是对老师上课的内容已经不感兴趣了，这个时候基底神经节系统的腺苷A2A受体兴奋，导致睡眠量的增加而导致打瞌睡，所以老师们对打瞌睡的学生一般不要生气，应该自我反省，要把课讲得精彩、讲出水平，吸引学生。伏隔核中间的腺苷A2A受体是GABA能神经元，为什么它兴奋以后可以引起睡眠？2021年，我们就报道了它下游的一个核团腹侧苍白球（ventral pallidal，VP），兴奋VP中GABA能神经元，可以促进强大的觉醒作用。所以上游伏隔核A2A受体的GABA能神经元兴奋，抑制下游觉醒核团，增加睡眠量。
激活伏隔核中的腺苷A2A受体阳性神经元可以引起睡眠，但伏隔核很多的功能都跟觉醒相关，伏隔核本身是不是也可以引起觉醒？我们对伏隔核中的多巴胺D1阳性神经元进行光遗传或化学遗传激活，证明其是一类非常重要的促觉醒神经元，神经环路是抑制VTA多巴胺能神经元周围的GABA能神经元，让多巴胺能神经元去抑制，发挥兴奋作用，而导致觉醒量增加。
背侧纹状体的尾状核（Cpu）体积更大，表达的D1阳性神经元更多。今年我们刚刚发表在《Current Biology》上的文章已经证明，它的上游主要是前额叶皮层、中部的丘脑，还有投向它的黑质致密部（Substantia nigra pars compacta，SNc）的多巴胺能神经元，它的兴奋CPU中D1R阳性神经元，而导致觉醒量的增加，这就能很好地解释我们为什么晚上虽然很困，但是第二天要交标书或者第二天要考试，熬夜的时候能够很清醒地进行工作。因为前额叶皮层的兴奋可使下游多巴胺D1阳性神经元兴奋，让我们能克服内稳态的压力，保证我们的觉醒状态。
Cpu中有大量表达腺苷A2A受体的阳性神经元，光遗传、化学遗传激活也可以导致睡眠量的增加。在生理状态下，主要是长时间的运动以后，腺苷逐步增多，来活化腺苷A2A受体阳性神经元，其GABA能纤维对外侧苍白球的抑制，导致睡眠量的增加。
环路研究发现，中脑腹侧被盖区（Ventral tegmental area，VTA）在觉醒中发挥了重要作用。VTA的尾巴——吻内侧被盖核（rostromedial tegmental nucleus，RMTg）主要由GABA能神经元所组成，是中国一位科学家报道的一个核团。我们对这个核团进行选择性操作，发现它是一类强大的促进睡眠的神经元，兴奋RMTg能抑制多巴胺的活性而导致睡眠量的增加。如果对这个核团进行选择性调控，无疑也会促进睡眠。
我们的工作也改正了几个观点：一般认为GABA兴奋是增加睡眠的，但是腹侧苍白球中的GABA兴奋可促进觉醒，这有悖于我们一般的常识；还有很长时间以来，对一个核团的功能我们基本上认为要么是睡眠，要么就是觉醒，但像背侧纹状体、腹侧纹状体中的D1受体阳性神经元兴奋引起觉醒，A2A受体的阳性神经元兴奋导致睡眠。
睡眠和觉醒的神经环路仍然有很多的问题有待揭示，揭示睡眠和觉醒的转换与维持的核团、细胞类型和神经环路，这有利于我们开发非侵入性的睡眠觉醒调控的新方法；提出无创性的干预新手段；也可以作为新药的靶点，进行选择性兴奋或者抑制，来调控睡眠和觉醒。在生物学意义上，睡眠和觉醒的这些功能仍然有待我们去探索。睡眠物种差异和进化的规律，睡眠内稳态的物质基础和调控的原理；睡眠觉醒状态如何调控其他的脑高级功能，像感知觉、学习记忆、决策以及相互作用；还有睡眠跟衰老、免疫、心血管、肿瘤、神经退行性疾病和精神疾病的交互影响和机制，这些都是非常有意义的值得我们去探索的重要课题。
中枢神经系统里有睡眠系统和觉醒系统，这是睡眠和觉醒的执行机构，它受内稳态、生物节律因素的调控。基底神经节是睡眠觉醒的整合部位，腺苷A2A受体的兴奋诱导睡眠，多巴胺受体的兴奋维持觉醒。我们课题组也认为腺苷A2A受体是调控生理性睡眠的一个重要靶标，而多巴胺的D1和D2受体是维持觉醒的。
我们相信睡眠科学才刚刚开始，有很多的问题需要我们去解决。希望年轻人能够胸怀大理想，心系大问题，并把它作为终身事业的奋斗目标。只有胸怀大理想、心系大问题才能做好大文章。最后我想说，健康睡眠是幸福之源，我们研究睡眠的目的不是让我们睡得更多，是要让我们睡得更好，才可以睡得更少，这样可以从我们有限的生命中发掘出更多的创造人生价值的时间，来实现自己人生事业的辉煌，或者充分享受我们美好幸福的人生。
徐敏：睡眠-觉醒调控的基底前脑机制
感谢TCCI组织这个活动，刚才黄老师深入浅出地介绍了睡眠觉醒的调控机制，我将从神经环路还有睡眠稳态两个方向来介绍睡眠调控的研究工作。
睡眠行为是进化中相对保守的行为，无论高等哺乳动物，还是相对低等的鱼类昆虫，甚至是线虫和水母，都存在睡眠行为或者类似睡眠现象的发生，但是非常遗憾的是我们现在并不清楚我们为什么需要睡眠，这个问题也是睡眠研究的一个核心的问题。
虽然我们不知道为什么需要睡眠，但是现在普遍认为睡眠的真正奥秘存在于我们大脑之中，而睡眠研究也是脑科学中的一个前沿技术领域。我认为要搞清楚我们为什么需要睡眠，需要知道两个最基本的问题，一个是睡眠行为的核心功能，第二个是睡眠行为是如何被大脑调控。
从另外一方面讲，睡眠基础研究有非常重要的临床以及社会意义。因为睡眠障碍是非常普遍的疾病，无论是大脑的几乎所有的疾病，无论是发育性的精神疾病，还是特异性的，都有伴随睡眠障碍，而一定程度上睡眠障碍又会加重这些疾病的进程。
据报道，我国有将近40%的人有过失眠困扰，睡眠障碍导致了非常沉重的社会负担，据统计有20%的车祸，直接或间接地与睡眠障碍相关，仅这一项，在美国每年带来的经济损失就超过1,000亿美元。非常遗憾的是，目前对于睡眠障碍，我们并没有特效疗法，主要原因是因为我们对大脑调控睡眠机制的理解还是相对比较欠缺。我的实验室工作之一也是围绕这个核心问题开展，即睡眠行为的基本功能是什么。
第二个就是睡眠行为是如何调控的，今天我会和大家分享睡眠觉醒调控这方面的工作，希望通过睡眠技术方面的研究，让我们更好地了解睡眠，了解睡眠相关的一些疾病，为临床诊疗提供一些思路。对于睡眠觉醒行为调控机制的研究，长久以来基本上可以分成两大阵营。一个是从所谓的神经环路这个角度入手，他们想搞清楚大脑当中到底是哪些核团，什么样的神经活动，怎样的变化来控制睡眠觉醒周期，另一部分科学家是从分子细胞层面去研究睡眠，我今天分享也是从这两个角度入手。
首先我们一起来看一下睡眠觉醒调控的神经环路。它最早成为一个系统的科学，要追溯到大约100年前。100年前发生了一件事情，跟现在的大流行病类似。1918年，甲流，也叫西班牙流感，在全球范围内流行。那时候，全球有15亿人，其中5亿人感染了疾病，最后可能死了有2000-5,000万人。伴随甲流的还有另外一种流行病，当时的别名叫睡病，现在称呼其为病毒性脑炎。
可想而知这个疾病的症状之一为过度嗜睡，当时有一位科学家，他追踪了这些病人，对去世的病人进行了尸检，然后发现在大脑的下丘脑还有脑干的地方，存在大量脑组织的损毁。最后得出的结论是脑干还有下丘脑对控制我们的觉醒非常重要，这是第一个确切的证据。
这为之后的工作带来了启发，意大利以及美国的科学家，他们在动物模型上进一步采用了电刺激等研究方法，确认了一个系统，就是现在我们比较熟悉的脑干网状激活系统，他们发现这个系统的激活，可以快速地把动物从睡眠的状态转换到觉醒的状态。
我们现在知道这些所谓的脑干网状激活系统也是维持我们觉醒的重要的系统，它有大量的一些神经递质，包括去甲肾上腺素，组胺以及乙酰胆碱等，正是这样一个系统，是它的存在维持了我们的觉醒。之前由于一些技术手段的限制，研究局限于某一个核团是控制睡眠觉醒，但是忽略了神经系统的抑制，那什么叫神经系统的抑制性呢？
简单地说，大脑中几乎所有的核团都有多样性。神经元形态各异，一个简单的猜测是，这些形态各异的神经元，可能都有一个不同的功能。最开始是把所有神经元当作一个整体来研究，那就忽略了他们的抑制性。过去15年的睡眠调控研究有了一个突飞猛进的发展，其实解决的最大的问题是从神经系统的抑制性上，研究了睡眠觉醒的调控。我们可以从更精细的角度上来分析不同种类的神经元对睡眠的调控。比如我们一直关注的基底前脑，基底前脑是脑干网状激活系统中非常重要的一环。这里有大量的乙酰胆碱能细胞，但是乙酰胆碱能细胞它其实只占脑区非常少的一部分，还有大量的其他种类的细胞。一个简单的问题就是这些不同种类的神经元，他们在睡眠觉醒当中的调控作用有哪些不一样。
从四个方面来回答，第一，这些不同种类的神经元在睡眠觉醒周期中的活动模式有什么差别？比如说会不会有的神经元，它是特意地在觉醒当中发放，有的神经元是特意在睡眠当中发放；第二个是如果我们特意地去调控这些不同种类神经元活动，会对睡眠觉性周期有什么影响？比如说我们发现一种神经元，它是特意在睡眠当中发放，如果增加这些神经元的活动，会增加动物的睡眠时间吗？
最后脑内所有的神经元也好，脑区也好，都是有广泛的神经联系。我们从两个方面，局部的神经环路，还有长程的神经环路两个方面去了解这些不同种类的神经元，它在全脑当中联系模式的差别。这些联系模式的差别是不是足以去解释或者支持它们功能上的差异，这个工作我们很久之前就已发表。
简单来讲，我们发现脑区的4种神经元有3种都是觉醒神经元，所谓的觉醒神经元就是说这些细胞大多数都是在觉醒期间比较活跃，如果增加这些神经元活动，会引起动物的觉醒。另外很有意思是有一类神经元，它在睡眠期间活跃，如果增加这一类神经元的活动，它可以让动物睡得更多。这个研究从一个细胞种类特异的角度，精细地去解析了基底前脑这样一个核团，这些不同种类的神经元在睡眠性调控当中的作用。
刚才我们说对于脑区的抑制性，我们采用的是不同的遗传学标记的方法，其实脑区的抑制性可能还表现了另外一方面。同样的一类神经元，它们下游的投射路径完全不一样的。在18年发表的工作当中，我们对下丘脑（DMH）核团做了类似的工作。
我们发现脑区的某类细胞它都是表达同样的遗传标记，但是根据它下游投射的不同，它们对快速眼动睡眠，还有非快速眼动睡眠有截然相反的调控。
从刚才两个简短的例子当中，我们可以看到，随着神经环路研究方式的进步，我们可以从更加精细的角度解析睡眠觉醒核团细胞种类，睡眠觉醒中的调控模式。接下来我将从另外一个角度介绍睡眠觉醒调控，前面提到可以从基因或者从分子角度去研究，而从基因这个角度研究可能相对来说比较好理解。
我们知道有的人每天可能睡6个小时就够了，有的人可能必须要睡满9个小时，第二天才有精神。一个简单的想法是这些人的基因可能发生突变。研究发现有一些睡得非常短的人有一系列的基因突变，使他们成为自然短睡者。
另外一方面从这个分子角度还有一个很有意思的事情，他们出于一个想法，如果让一个动物长时间不睡觉，它们的脑内是否会积累促睡眠的物质，如果我把这个物质从脑积液抽出来注入到另一个动物中，它们是否会有睡眠的增加？这样一个假设说是认为脑内会积累一种促睡眠物质，基于这种促睡眠物质还有睡眠的节律调控，瑞士科学家Borbély提出了双历程模型，他认为睡眠觉醒的调控因素都可以归为两个，一个叫做睡眠稳态，另外一个是昼夜节律。
昼夜节律相对来说比较好理解。因为我们生活的地球有这样一个24小时周期。作为地球上的生物，为了更好地适应环境，它有自身的生物钟来调控重要的生理过程。对于睡眠觉醒来讲，它最重要的一个特征，是睡眠稳态调控。它是描述了睡眠跟觉醒之间的一种动态平衡，它认为随着觉醒时间的延长，想睡觉的冲动，或者说我们的睡眠压力逐渐升高，到了一定的程度，我们就需要通过睡眠来释放这样睡眠压力，所以睡眠的过程也就是促睡眠压力释放的一个过程。它认为情景以及睡眠物质的积累导致了机体睡眠压力的增加，最终造成了清醒到睡眠的转化。
睡眠稳态调控的本质是要搞清楚促睡眠物质到底是个什么样的东西，以及它的作用机制究竟是什么？搞清楚了这个过程，如果我们想增加睡眠，那么只要增强这个过程，如果我们想维持清醒，就可以阻断这个过程。关于睡眠稳态调控有非常多理论，其中一个理论叫做腺苷理论，腺苷它是能量分子ATP的代谢产物，腺苷理论认为在觉醒期间由于细胞代谢活动整体增加，而导致了能量消耗的增加，能量消耗增加导致了ATP的代谢产物腺苷的积累。腺苷可以抑制神经元的活动，所以最终导致了我们睡眠压力的上升。
我的研究还包括要搞清楚脑内的神经活动是如何控制腺苷的释放。这个研究要解决的第一个问题就是需要一种快速测量胞外腺苷的方法。我们与北京大学的李玉龙实验室合作，采用他们开发实时测量胞外腺苷的荧光探针对神经活动调控腺苷释放做精细的研究。
我们发现在这个基底前脑存在一种神经活动依赖的快速腺苷释放，通过结合光遗传学和细胞特异的损毁，我们发现谷氨酸能神经元在控制腺苷释放里面发挥了非常重要的作用，谷氨酸能神经元可以大幅度降低胞外腺苷的积累，动物的觉醒时间大幅度增长，
在背景介绍当中，我提到对于睡眠觉醒调控机制的研究，长久以来是分成了两大阵营，一类是神经环路，第二大阵营是基因和分子。长久以来两边的研究大部分是割裂的，主要是由于技术手段的限制，但是我们清楚地知道两方的研究是统一的，因为他们研究了同一件事情，都是研究睡眠觉醒调控。我们通过研究神经活动对腺苷的调控，是在两大领域之间架起了探索的桥梁。
我们认为我们的研究对生物为什么需要睡眠这个事情，给出了我们自己的答案，研究发现促觉醒神经元在促觉醒过程中有不可避免的副作用，这个副作用就是通过刺激腺苷的释放，导致了睡眠压力的上升。一方面我们需要这些促觉醒神经元的活动来维持和促进我们的觉醒。另一方面促觉醒过程的副作用，决定了我们不能一直维持在觉醒一个状态，当睡眠压力到了一定程度的时候，我们就需要通过睡眠去释放这种睡眠压力。以上就是我今天要跟大家分享的主要内容，感兴趣的朋友可以去进一步阅读原始的文献。
虞燕琴：科学睡眠，身心健康
首先非常感谢TCCI的邀请，非常荣幸今天能够跟黄老师以及徐老师两位睡眠科学家一起参加研讨会。前面黄老师跟徐老师已经详细地介绍了睡眠研究的背景，今天我就简单地介绍一下我们实验室的睡眠相关研究。
我们实验室主要做的是睡眠与情绪的神经环路与机制的解析。我们的主要研究方向是围绕着刚才黄老师徐老师提及的睡眠研究的两大科学问题，即一个是关于睡眠觉醒的神经机制的研究，还有一个是关于睡眠功能的研究，这些背景前面已经提及很多，我就不再赘述了。
众所周知，睡眠觉醒是高度保守的本能行为，睡眠对于物种的生存肯定是非常重要的。所以睡眠的机制以及它的功能都是科学界关注的焦点。睡眠的功能前面黄老师已经做了详细的介绍，总的来讲睡眠有利于促进发育，修复觉醒时候的损伤，以及促进学习和记忆的巩固，它另外还有一个重要的作用就是调节情绪。
我们实验室一方面致力于睡眠觉醒的神经环路与机制的解析，我们主要揭示了基底前脑胆碱能神经元对睡眠觉醒的调节作用。
我们的研究明确了基底前脑的胆碱能神经元对睡眠的调节作用，采用的是大家比较熟悉的光遗传学方法进行细胞特异性的操控，我们的研究提示了脑内的胆碱能神经元可能是失眠治疗的一个重要的靶点。
另外一个方向就是对于睡眠功能的研究，我们的实验室发现在刺激VGAT-ChR2-EYFP转基因小鼠的面神经旁区(parafacial zone, PZ)，简称PZ区，可以时间依赖性地引起慢波睡眠。我们可以通过这种方法来主动地引起慢波睡眠，看它对记忆巩固的影响。我们发现在小鼠学习之后，进行15分钟或者半小时的光刺激，其所诱导的睡眠都可以促进小鼠的记忆巩固。
我们对睡眠的时间窗也进行了研究，我们发现学习之后立刻进行睡眠，或者是在15分钟之后进行睡眠，都可以促进记忆的巩固。但是在学习半小时之后进行睡眠就没有记忆巩固作用，所以我们的研究就提示了慢波睡眠，它对于记忆巩固的增强效应有一个关键的时间窗。
关于睡眠对情绪的调节，我们的研究发现啮齿类动物在应激之后往往伴随着随后的慢波睡眠的增加，这提示了慢波睡眠可能是调节压力的一种自然的方式。我们也通过主动诱导的睡眠，即前述的PZ区刺激诱导睡眠。我们采用多点光纤记录方法，记录了几个跟焦虑相关的核团。
从诱导睡眠时的钙信号变化，我们发现了几个重要的焦虑相关核团，如外侧臂旁核（LPB）、终纹床核（BNST）这些核团在光诱导引起睡眠时，其钙信号是下降的，提示诱导的睡眠可能具有抗焦虑作用。我们发现在睡眠的时候通过PZ的兴奋，抑制了LPB到BNST这一条环路，起到了抗焦虑的作用。
我们近期的一个工作，发现了后侧无名质（pSI），位于杏仁核延伸区域，它参与调控愤怒和多种攻击行为。我们发现激活pSI脑区，它可以触发攻击相关的情绪，反应表现为小鼠心率和呼吸都加快，身体抖动，怒目圆睁，这和睡眠觉醒有什么关系呢？其实也是有关系的，因为这个核团的刺激引起了一种愤怒样的表现，这也是一种高度警觉的表现。
那么刺激pSI脑区，除了引起愤怒样的表现以外，它还介导了多种攻击行为。
我们前面介绍的都是关于脑内的神经元如何参与睡眠，如何参与脑内的一些重要的功能。
我们的另一个研究兴趣是星形胶质细胞的功能，它如何调控这些重要的脑功能，包括如何调控记忆，如何调控情绪，以及如何调控睡眠与觉醒的？这是我们实验室的另外一个研究方向。
所以总的来说我们实验室运用了前沿的新技术和研发新的方法，致力于阐明睡眠觉醒调控的关键核团，神经元类型和调控的机制，开发新型的睡眠障碍的干预手段，解释睡眠的科学奥秘，促进人类的身心健康。所以我们的目标就是科学睡眠，身心健康。
整理：EY，Aaron，Lixia，Jiahui
编辑：Lixia
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