眾所周知，睡眠有助於包括大腦在內的身體正常運轉，使其得以休息與恢復。儘管無數的神經科學家和醫學研究人員一直在努力更好地了解這一重要的生物過程，但其神經基礎的大部分內容仍然未知。

華盛頓州立大學（WSU）的研究人員一直在研究星形膠質細胞在睡眠和覺醒中的作用，星形膠質細胞是膠質細胞的一種亞型，已知能調節大腦和身體的不同功能。他們最近在《神經科學雜誌》（Journal of Neuroscience）上發表的論文顯示，激活基底前腦（即支持調節睡眠、覺醒和體溫的大腦區域）中的星形膠質細胞會使小鼠無限期地保持清醒，而不會表現出任何嗜睡的跡象。

“我們的研究是對使我們困倦的腦細胞和腦迴路進行的更廣泛調查的一部分，”研究人員之一馬科斯-弗蘭克（Marcos Frank）告訴《醫學快報》（Medical Xpress）。”科學家們將其稱為’睡眠驅動力’，而我們對睡眠驅動力還沒有一個完整的解釋。早在2009 年，我們就發表了第一份證據，證明一類名為神經膠質星形膠質細胞的非神經元細胞會影響體內的睡眠驅動力。從那時起，我們就一直試圖了解星形膠質細胞在睡眠和覺醒中的確切作用”。

弗蘭克和他的同事們最近工作的主要目的是更好地了解基底前腦中的星形膠質細胞如何影響睡眠、甦醒和整體睡眠驅動力。為此，研究人員使用了一系列先進的遺傳和化學技術，以可逆的方式改變小鼠基底前腦中星形膠質細胞的活化。

弗蘭克解釋說：”我們使用了一種’化學遺傳’技術來表達哺乳動物大腦中通常不表達的小分子受體。當被一種特殊藥物激活時，這種受體會激活星形膠質細胞。我們將這種方法與大腦活動和運動活動的標準測量方法結合起來，這些方法共同告訴我們動物是醒著還是睡著了。”

為了確保他們觀察到的效果與化療基因激活星形膠質細胞具體相關，研究小組還進行了幾次對照實驗，在類似的情況下觀察相同的小鼠，但它們的星形膠質細胞沒有被激活。最終，研究人員觀察到，基底前腦星形膠質細胞被激活後，小鼠連續數小時保持清醒，沒有表現出任何典型的嗜睡跡象。

弗蘭克說：”小鼠似乎是在沒有任何’代價’的情況下保持清醒的，換句話說，就是沒有增加睡眠動力。這齣乎我們的意料，並具有若干重要意義。首先，我們的研究結果對我們的睡眠需求是由清醒本身產生的這一觀點提出了質疑。相反，它可能需要亞型腦細胞之間進行一系列特定的相互作用。”

這個研究小組最近收集的研究結果凸顯了一些神經元-神經膠質細胞迴路在調節睡眠驅動力和覺醒方面的關鍵作用。未來，這些發現可能會為有關睡眠神經基礎的激動人心的新發現鋪平道路，也有可能使人們能夠創造出讓人長時間保持清醒和清醒的藥物。

弗蘭克補充說：”想像一下，在這個世界上（如果將其應用到人類身上），輪班工作的人不會犯困，宇航員、飛行員、士兵、醫療保健提供者、急救人員可以長時間不睡覺。雖然我們還處於起步階段，但如果真的實現了這一目標，將永遠改變人類的極限。我們下一步的工作重點是了解當我們激活基底前腦星形膠質細胞時，在一系列事件中接下來會發生什麼。這會導致周圍神經元發生變化嗎？在健康的大腦中，通常是什麼控制著這一過程，這種星形膠質細胞激活的覺醒與正常的覺醒是否相同？這些都是我們希望在今後的研究中回答的問題。”