阻塞性睡眠呼吸暂停是一种常见且潜在的严重睡眠障碍，它影响了至少四分之一的美国成年人，并且与糖尿病，肥胖症和心血管疾病的风险增加有关。在今天发表在《神经元》杂志上的一篇论文中，贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)的研究人员确定了特定的神经回路，该回路负责在模拟呼吸暂停条件下唤醒小鼠的大脑。这些发现可能会导致潜在的新药疗法，以帮助阻塞性睡眠呼吸暂停患者获得更多的休息。
通常(但并非总是)打呼marked，睡眠中的呼吸暂停是在睡觉的人的呼吸道塌陷并停止呼吸时发生的。浸入氧气(O2)水平和上升二氧化碳(CO2)血液中的水平会提醒睡眠中的大脑出现问题，使睡眠者醒来的时间足够长以重新建立呼吸。
BIDMC神经病学系主任Clifford B. Saper医学博士说：“呼吸暂停的人醒来后再次开始呼吸，这个周期每晚可能重复数百次，所以这个人永远不会睡得很香。” 。“早上，他们可能不记得自己没有休息一夜，但会感到非常疲劳。”
睡眠不足会导致呼吸暂停，严重影响认知，情绪和白天的警觉性。它也可能增加心血管疾病的风险。但是，如果科学家能够防止大脑因CO2升高而每晚自我唤醒数百次，该怎么办?水平，同时允许它重新建立规律的呼吸?
“我们的目标是确定导致睡眠呼吸暂停期间唤醒大脑的电路，这不同于控制呼吸的大脑部分，”萨珀说，他也是哈佛大学神经学和神经科学教授詹姆斯·杰克逊·普特南姆学校。“如果我们能够在呼吸暂停期间不让大脑醒来，并且仅激活开放呼吸道的大脑部分，那么阻塞性睡眠呼吸暂停的人仍然能够获得良好的睡眠。”Saper和他的同事
使用一个具有可调节的O2和CO2大气水平的外壳，通过每五分钟改变两种气体的比例30秒来模仿OSA对小鼠的影响。
然后，萨珀及其同事将注意力集中在称为PBelCGRP细胞的神经元子集上，该子集在响应升高的CO2水平时表现出活性。研究小组使用了这些细胞进行了基因改变的小鼠，研究人员可以使用光或药物触发基因转换，随意激活或抑制神经元。这些实验被称为光遗传学和化学遗传学，证明激活这些细胞将唤醒小鼠并使它们保持几个小时。他们还表明，抑制PBelCGRP细胞的活性会使小鼠入睡，即使周围空气中的CO2水平升高也是如此。综上所述，这些发现表明PBelCGRP细胞唤醒了大脑，并且是唤醒所必需的。
在最后的实验中，研究人员追踪了PBelCGRP神经元的长分支(称为轴突)到他们在大脑其他区域连接的细胞。在不破坏细胞整体活动的情况下，研究人员关闭了PBelCGRP神经元与基底前脑关键部位的连接。这导致对CO2唤醒的敏感性几乎完全丧失。
萨珀及其同事指出，CO2水平升高可能不是整夜反复引起睡眠呼吸暂停的人的唯一因素。塌陷的上呼吸道中的负气压还会通过另一个神经元回路向大脑发送“唤醒”信息。或PBelCGRP研究人员认为，神经元可能会响应各种刺激而唤醒睡眠中的大脑，而不仅仅是CO2水平升高。了解哪些神经元可以调节唤醒，可以使科学家开发出药物来治疗阻塞性睡眠呼吸暂停和其他睡眠障碍。
萨珀说：“这项研究的长期目标是提出会影响大脑特定途径的药物。”“下一步是看看我们是否可以使用药物来防止唤醒反应，同时扩大气道的开放度。这样，呼吸暂停不会唤醒一个人。
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