科学家们仍然没有弄清楚我们为什么需要睡眠的确切原因——他们只知道当我们不睡觉时，我们的大脑会发生什么。但上周发表在《Current Biology》杂志上的一项新研究，调查了一种长期被忽视的、独特的星形细胞，它可能会揭示一些答案：星形胶质细胞。
星形胶质细胞是神经胶质细胞（字面意思为“胶水”）的一种，它们为大脑中的神经元提供物理支持，直到最近，人们都认为这是它们的主要功能。在这项来自华盛顿州立大学的新研究中，研究人员使用微型显微镜追踪了小鼠大脑中的一个过程，称为钙信号传导。在小鼠和人脑中，星形胶质细胞相互发送钙粒子进行交流，并为神经元活动提供必要的支持。在他们的小鼠研究中，研究团队发现，星形胶质细胞之间的钙信号传导模式会根据小鼠是清醒还是睡眠而变化。仅凭这一点发现并不特别令人兴奋，因为它可能意味着星形胶质细胞只是模仿它们所支持的神经元的行为。
然而，神经元在清醒时表现出更强的活动模式，积极地帮助我们做出反应和思考。但研究发现，星形胶质细胞的行为方式正好相反——在非快速眼动睡眠期间，钙信号的模式变得更加清晰。研究团队表示，这是一个奇怪的发现。
“由于星形胶质细胞不仅仅是在模仿神经元活动，这在一定程度上表明，星形胶质细胞在调节我们的睡眠方面可能比我们以前认为的起着更直接的作用，”华盛顿州立大学的神经科学家、该研究的首席作者Ashley Ingiosi博士说。
长期以来，科学家们一直能够通过脑电图（EEG）来研究大脑中的神经元活动，脑电图可以测量大脑中神经元之间传递的电信号。然而，星形胶质细胞无法发送电信号，所以这种方法对它们不起作用。直到现在，研究人员还没有找到追踪大脑中钙信号的工具。在这项研究中，研究团队使用了称为两光子显微镜的超灵敏工具，使他们能够以超高细节看到大脑中钙的运动，就像闪烁的光一样。
这项技术上的进步也可能使我们更接近于理解我们为什么需要睡眠——一个科学家们数千年来一直在试图回答的问题。大多数睡眠研究都集中在神经元活动上，因为神经元驱动着大多数大脑活动，并且由于脑电图的存在，这种活动是可以测量的。但也许我们一直都在关注错误的细胞。
“通过这项研究，我们现在有了一种完全不同的细胞类型，它不是神经元，它也在睡眠-觉醒状态之间动态变化，并在我们的睡眠如何被调节中发挥作用，”Ingiosi说。
据Ingiosi称，这些新发现可以为睡眠研究人员提供一个起点，以解决由多种状况引起的睡眠障碍，包括自闭症谱系障碍、创伤后应激障碍和阿尔茨海默病。该研究的作者尚不清楚是否有可能在脑中创造理想的钙环境来促进睡眠，或控制人们需要多少睡眠，但这些是让睡眠研究人员着迷的问题。
尽管存在许多未解的问题，但星形胶质细胞可能在睡眠调节中发挥作用的可能性是一项令人兴奋的发现，它为睡眠研究的新时代奠定了基础。
“所以，也许我们曾经找错了地方，”Ingiosi说。“也许我们找到了一个潜在的新方向，可以帮助我们理解为什么我们首先需要睡眠。”
