良好的睡眠不仅仅是让你感觉神清气爽。在深度睡眠中，身体释放生长激素，这是一种强大的化学信使，帮助建立肌肉、增强骨骼并调节脂肪代谢。对于青少年来说，获得足够的睡眠尤其重要，因为生长激素在他们达到身高潜力方面发挥了主要作用。科学家们早就知道，睡眠不足会干扰生长激素的产生。但尚不清楚的是，大脑如何控制这一过程，特别是在非快速眼动睡眠（非REM睡眠）期间，这是通常占据夜间早期阶段的深度恢复期。现在，加州大学伯克利分校的研究人员揭示了这一关系背后的大脑神经回路。在发表在《细胞》杂志上的一项研究中，研究小组识别了在睡眠期间调节生长激素释放的神经元，并发现了一种先前未知的反馈系统，有助于保持激素水平和清醒状态之间的微妙平衡。该发现表明，这种关系是双向的。睡眠刺激生长激素的产生，而生长激素也向大脑发送信号，影响我们何时醒来。这一发现最终可能帮助科学家开发新的治疗睡眠障碍的方法，这些障碍与包括糖尿病在内的新陈代谢疾病以及帕金森症和阿尔茨海默症等神经疾病相关。“人们知道生长激素的释放与睡眠紧密相关，但仅仅通过抽血检测睡眠期间的生长激素水平，”研究第一作者、加州大学伯克利分校神经科学系与海伦·威尔斯神经科学研究所的博士后研究员丁新路说。“我们实际上是在直接记录小鼠的神经活动，以观察发生了什么。我们正在提供一个基础电路，以便未来开发不同的治疗方法。”深度睡眠对生长和新陈代谢的重要性生长激素最为人所知的是它在儿童成长中的作用，但其重要性延续至成年期。它支持肌肉和骨骼的维持，帮助身体调节如何使用储存的脂肪，并影响血糖水平。当睡眠经常被打断时，生长激素的调节可能受到影响。由于这种激素有助于控制葡萄糖和脂肪的新陈代谢，睡眠不足可能会增加肥胖、糖尿病和心血管疾病的风险。为了理解大脑如何协调这些过程，伯克利的研究人员专注于一个叫下丘脑的区域。下丘脑位于大脑深处，这个小而重要的控制中心帮助调节饥饿、体温、激素产生和每天的睡眠与清醒周期。其基本功能在哺乳动物进化过程中得以保留。在下丘脑内，研究人员检查了产生生长激素释放激素（GHRH）的神经元以及两种不同类型的产生生长抑素的神经元。这些化学信使具有相反的功能。GHRH促使生长激素分泌，而生长抑素则抑制它。它们共同帮助控制生长激素进入血液的量，主要通过调节其从垂体腺的释放，垂体腺是位于大脑底部的小型激素生产结构。科学家们还研究了生长激素如何影响蓝斑（locus coeruleus），这个大脑干区域与警觉性、注意力、思维以及探索新事物的驱动力有关。该区域活动的干扰已与几种精神和神经疾病有关。“理解生长激素释放的神经回路最终可能指向新的激素疗法，以改善睡眠质量或恢复正常的生长激素平衡，”加州大学伯克利分校的博士后研究员和研究合著者丹尼尔·西尔弗曼说。“有些实验性的基因疗法是针对特定的细胞类型。这一电路可能是尝试降低蓝斑兴奋性的一个新方法，而这以前从未被讨论过。”科学家们绘制控制生长激素的脑回路这个研究是在加州大学伯克利分校的杨丹教授的实验室内进行的。为了调查这一回路的工作原理，研究小组使用植入小鼠大脑的电极进行了研究。科学家们在使用光来刺激下丘脑特定神经元的同时记录神经活动，从而观察系统不同部分的反应。小鼠在研究睡眠调节方面特别有用，因为它们的睡眠模式与人类显著不同。小鼠通常不会在晚上连续长时间睡眠，而是在白天和晚上分散地进行短暂的几分钟的小睡。这样，研究人员有多次机会检查神经活动的变化。