研究人员伟解决大脑疲劳开启了新研究

睡眠不足会严重影响我们做出明智决定的能力，并可能造成灾难性后果。在美国国防部授予的280万美元赠款的支持下，华盛顿州立大学睡眠与性能研究中心的一组研究人员将着手进行一项为期三年的新研究，以了解这种药物在大脑中的确切作用。

该项目由国会指导的医学研究计划资助，将为开发新的对策奠定基础，以减少军事行动和其他全天候，对安全至关重要的环境中睡眠剥夺的有害认知作用。

睡眠不足会降低认知灵活性

该研究涉及大脑的一种称为认知灵活性的功能，即基于新信息改变我们思维的能力。WSU研究小组成员先前的研究发现，睡眠剥夺尤其会影响认知灵活性，远比决策中涉及的大多数其他认知过程更为严重。

他们还确定了一个基因，该基因预测睡眠不足的人在需要认知灵活性的任务中的表现如何。该基因参与多巴胺的调节，多巴胺是大脑中与大脑控制注意力有关的化学信使。它被发现在称为纹状体的大脑区域，其作用与调节腺苷的另一种基因交织在一起，后者是使我们感到困倦的大脑化学物质。

这项研究的首席研究员汉斯·范东恩(Hans Van Dongen)说：“科学家已经知道，纹状体参与了睡眠剥夺的调控，但是他们以前并未认识到为什么纹状体对认知表现如此重要。”以及埃尔森·弗洛伊德医学院的教授。“根据我们先前的发现，我们怀疑纹状体-调节多巴胺和腺苷的系统相互作用的地方-导致睡眠不足的人出现这些认知灵活性问题。”

查明大脑过程的实验

为了验证这一想法，研究团队将进行人体和动物实验。首先，他们将制定一项任务来衡量啮齿动物的认知灵活性。随后，他们将把这项任务用于大鼠的睡眠剥夺实验中。研究人员还将使用光遗传学技术，该技术可使他们利用激光选择性激活神经元。他们将这样做以控制纹状体中神经元的活动，这将使他们能够看到睡眠剥夺对大鼠认知灵活性的影响发生在何处以及如何发生变化。

在人体研究过程中，将有90名健康的成人志愿者每人在WSU健康科学斯波坎校园的睡眠实验室中度过三天。经过一夜的正常睡眠后，第二天晚上参与者将保持清醒状态，然后进行一夜的恢复睡眠。他们将在第一天晚上入睡后以及在24小时后再次丧失睡眠时完成认知灵活性任务。在进行第二次认知测试之前，他们将服用一种在纹状体内起作用的现有药物，以对抗一般的睡眠丧失的影响，例如咖啡因或安慰剂。

“基于他们的基因，我们认为人们对睡眠剥夺的挑战和所给予的药物会有不同的反应，这将提供有关所涉及的大脑过程的重要信息。” Van Dongen说。

这两个实验将共同提供关于睡眠不足如何导致认知灵活性不足的关键见解，这将为研究人员提供未来药物开发的目标，以专门解决睡眠不足造成的认知灵活性受损。这最终可能使任何人都受益于在高节奏，对安全至关重要的环境中长时间工作和奇怪的轮班，例如军事行动，紧急响应，医疗和能源生产。WSU研究分析师Michelle Schmidt将老鼠放到了一个开放的迷宫中，该迷宫将用于测试新研究中的认知灵活性。通过迷宫地板的局部振动，老鼠获得了空间定向线索，以激励它们从随机的起始位置导航到未标记的目标位置。 WSU斯波坎的Cori Kogan摄。