为什么热会让我们犯困

美国西北大学神经生物学家发现，果蝇有在中午小睡的预设程序。他们在2020年发表的《生物学》论文中发现了一种只在寒冷天气中活跃的大脑温度计，这篇新论文探索了一种类似的高温“温度计”电路。

被预先设定好了午睡的时间的果蝇。 

图片来源:美国西北大学加里奥实验室

在最热的夏天，你可能会发现自己在中午打瞌睡。在世界上的一些地方，在一天中最热的时间安排“午睡”和关闭企业是一种文化规范。事实证明，这背后可能是生物因素，而不仅仅是文化因素。

温度影响着人类行为的跨度，从饮食、活动水平到睡眠-觉醒周期。在夏天，我们可能很难入睡，在寒冷的早晨起床也会很慢。但是感觉神经元和控制这个循环的神经元之间的联系还不完全清楚。

西北大学神经生物学家发现了一些线索。在一项新的研究中，今天公布的(8月17日)现代生物学,研究人员发现，果蝇已经被设定好了在中午小睡的程序。这篇新论文探索了一个类似的“温度计”电路来测量高温。

温伯格艺术与科学学院的神经生物学副教授马可·加里奥说:“温度的变化对人类和动物的行为都有强烈的影响，并为动物提供了适应季节变化的线索。”“温度对睡眠的影响可能相当极端，一些动物决定睡一整个季节——想想冬眠的熊——但调节温度和睡眠中心之间相互作用的特定大脑回路在很大程度上尚未绘制出来。”

加里奥领导了这项研究，他说果蝇是研究“我们为什么睡觉”、“睡眠对大脑有什么作用”等重大问题的一个特别好的模型，因为它们不会像人类熬夜那样破坏本能。它们还允许研究人员研究外部线索，如光和温度对细胞通路的影响。

细胞停留的时间更长

这篇论文首次确定了苍蝇头部的“绝对热量”感受器，这种感受器会对超过77华氏度(苍蝇最喜欢的温度)的温度做出反应。事实证明，普通的实验室果蝇(Drosophila)通过与人类形成密切的联系，几乎占领了整个地球。不出所料，它最喜欢的温度也和许多人的相匹配。

正如他们基于之前关于低温的论文的结果所预期的那样，研究人员发现，接收热量信息的大脑神经元是调节睡眠的更广泛系统的一部分。当与冷回路平行的热回路活跃时，促进午间睡眠的目标细胞会停留更长时间。这导致了中午睡眠时间的增加，使得苍蝇远离一天中最热的时间。

这项研究是由一项为期10年的计划促成的，该计划绘制了第一张完整的动物(苍蝇)神经连接图谱，称为连接体。通过连接体，研究人员可以访问一个计算机系统，该系统可以告诉他们果蝇约10万个脑细胞中每个脑细胞的所有可能的大脑连接。然而，即使有了这张极其详细的路线图，研究人员仍然需要弄清楚大脑中的信息是如何从A点到b点的。这篇论文有助于填补这一空白。

对于加里奥来说，不同的热与冷的回路是有意义的，因为“热与冷的温度对生理和行为的影响是完全不同的，”他说。这种分离也可能反映了基于地球冷热循环的进化过程。例如，一种特定的感觉回路可能直接针对人类的睡眠大脑中心，这种可能性现在正在基于这项工作进行研究。

下一个步骤

接下来，加里奥的团队希望找出冷回路和热回路的共同目标，以发现它们是如何影响睡眠的。

该论文的第一作者、加里奥实验室的博士后研究员迈克尔·阿尔珀特(Michael Alpert)说:“我们发现了一个神经元，它可能是温度冷热对果蝇睡眠和活动影响的整合位点。”“这将是有趣的后续研究的开始。”

加里奥补充说，研究小组对观察温度对行为和生理的长期影响感兴趣，以了解全球变暖的影响，研究适应性强的物种如何改变。

“人们可能会选择在大热天打个午觉，在世界的某些地方，这是一种文化常态，但你会选择什么，你被灌输了什么?”不负责任的人说。“当然，这不是苍蝇的文化，所以实际上可能有一种非常强大的潜在生物机制，在人类中被忽视了。”

参考文献

A thermometer circuit for hot temperature adjusts Drosophila behavior to persistent heat

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