这一切的核心在于生长激素，它在睡眠期间会激增。但长期以来，科学家们一直困惑于为什么睡眠质量差，尤其是被称为非快速眼动（non-REM）睡眠的早期深度阶段，会导致这种关键激素的水平降低。
科学家发现了背后的脑回路
加州大学伯克利分校的研究人员现已揭开了谜底。在发表于《细胞》杂志的一项研究中，他们绘制了控制睡眠期间生长激素释放的脑回路图，并发现了一个新的反馈系统，该系统使激素水平保持平衡。
这一发现为理解睡眠与激素如何协同作用提供了更JianCe的视角。它还可能为治疗与糖尿病等代谢疾病相关的睡眠障碍，以及帕金森病和阿尔茨海默病等神经系统疾病开辟新途径。
“人们知道生长激素的释放与睡眠密切相关，但这只是通过在睡眠期间抽血并检查生长激素水平得知的，”该研究的第一作者、加州大学伯克利分校神经科学系及 Helen Wills 神经科学研究所的博士后研究员丁欣露（Xinlu Ding）说道，“我们实际上是在小鼠身上直接记录神经活动，以观察发生了什么。我们正在提供一个基础回路，以便未来开展研究，开发不同的治疗方法。”
睡眠不足不仅仅会让你感到疲惫。由于生长激素有助于控制身体处理糖和脂肪的方式，睡眠质量差会增加患肥胖症、糖尿病和心脏病的风险。
驱动生长激素的大脑区域
这一过程背后的系统深埋于下丘脑中，这是所有哺乳动物共有的一个古老脑区。在这里，特化的神经元释放信号，触发或抑制生长激素。
两个关键角色分别是生长激素释放激素（GHRH）和生长抑素，前者刺激释放，后者则起抑制作用。它们共同协调睡眠-觉醒周期中的激素活动。
一旦生长激素进入系统，它就会激活蓝斑核，这是一个控制警觉性、注意力和认知功能的脑干区域。该区域的紊乱与多种神经和精神疾病有关。
“了解生长激素释放的神经回路最终可能为改善睡眠质量或恢复生长激素正常平衡的新型激素疗法指明方向，”加州大学伯克利分校博士后研究员、该研究合著者丹尼尔·西尔弗曼说，“目前有一些针对特定细胞类型的实验性基因疗法。这个回路可能成为一个新的切入点，试图降低蓝斑核的兴奋性，这一点以前从未被讨论过。”
睡眠阶段如何控制激素释放
为了研究这一系统，研究人员通过植入电极并利用光刺激神经元，记录了小鼠的大脑活动。由于小鼠在白天和黑夜都会进行短时间的睡眠，它们提供了生长激素如何在睡眠阶段变化的详细视图。
研究团队发现，GHRH 和生长抑素的行为表现取决于大脑处于快速眼动（REM）睡眠还是非快速眼动睡眠。
在快速眼动睡眠期间，这两种激素都会增加，导致生长激素激增。在非快速眼动睡眠期间，生长抑素水平下降，而 GHRH 则较为温和地上升，虽然仍能提高激素水平，但模式不同。
大脑中惊人的反馈回路
研究人员还发现了一个将生长激素与觉醒联系起来的反馈回路。随着睡眠的持续，生长激素逐渐积聚并刺激蓝斑核，推动大脑转向觉醒状态。
但这其中有一个转折。当这个脑区变得过于活跃时，实际上反而会引发睡意，从而在睡眠和警觉之间建立一种微妙的平衡。
“这表明睡眠和生长激素形成了一个紧密平衡的系统：睡眠过少会减少生长激素的释放，而生长激素过多反过来又会推动大脑转向觉醒，”西尔弗曼说，“睡眠驱动生长激素释放，生长激素又反馈调节觉醒状态，这种平衡对于生长、修复和代谢健康至关重要。”
这对大脑和身体为何重要
这种平衡不仅影响身体生长。由于生长激素通过控制警觉性的大脑系统发挥作用，它还可能影响你思维的JianCe度和专注感。
“生长激素不仅有助于构建肌肉和骨骼、减少脂肪组织，还可能具有认知益处，在你醒来时提升整体的唤醒水平，”丁欣露说。
资助与研究团队
该研究得到了霍华德·休斯医学研究所（HHMI）和 Pivotal Life Sciences 校长讲席基金的支持。杨丹持有 Pivotal Life Sciences 神经科学校长讲席教授职位。该研究还包括来自加州大学伯克利分校和斯坦福大学的合作者。