Nature：果蝇大脑的“睡眠守护者”，科学家揭秘神经机制背后的奥秘

在现代社会，快节奏的生活让很多人感到疲惫不堪，而良好的睡眠成了许多人梦寐以求的奢侈品；然而，睡眠不仅仅是为了休息，其还与机体健康息息相关。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Network synchrony creates neural filters promoting quiescence in Drosophila”的研究报告中，来自德国柏林夏里特医学院等机构的科学家们通过研究揭示了果蝇大脑中一种独特的神经机制，这种机制能帮助果蝇进入安静的状态，甚至可能对人类的睡眠研究产生深远影响。

睡眠对于生物的生存至关重要，但科学家们一直不清楚大脑是如何在睡眠中将生物与外界环境隔离开来，同时又保持对重要感官刺激的警觉的。这项研究旨在探索果蝇大脑中控制安静行为的神经机制，特别是研究一种名为“慢波活动（SWA）”的神经活动模式如何在果蝇的大脑中产生并调节其行为反应。

中央复合体中慢波活动的跨网络模式

该研究中的实验对象是果蝇（Drosophila melanogaster），这种小小的昆虫因其基因组与人类有许多相似之处，常被用作研究神经科学的模型生物。研究人员通过遗传工程技术将特定的电压指示剂和光敏感蛋白引入果蝇的大脑特定区域（比如R5神经网络和背扇形体（dFSB））等来实时监测和操控这些区域的神经活动。实验流程包括在不同时间段（白天和夜晚）对果蝇的大脑进行电压成像来记录神经网络的活动模式；同时研究人员还通过光遗传学技术，利用特定频率的光刺激果蝇的大脑从而观察其行为反应的变化。为了验证果蝇的行为反应，研究人员还设置了不同的感官刺激（比如绿色光和空气喷流）来测试果蝇在不同神经活动状态下的反应能力。

研究结果表明，果蝇的大脑中存在一种特殊的神经网络同步机制，这种机制能在夜晚产生协调的慢波活动（SWA）从而促进果蝇进入安静状态；具体来说，R5神经网络和dFSB之间的活动同步性在夜晚显著增强，这种同步性受到昼夜节律和睡眠需求的调控。研究人员发现，通过光遗传学技术模拟这种同步活动就能显著降低果蝇对视觉刺激的反应性，从而使果蝇进入一种类似睡眠的安静状态。研究人员还揭示了R5神经网络和另一个名为helicon的神经网络之间的相互作用，这种相互作用在夜晚更为显著，并且对果蝇的行为反应有着重要的调节作用。

研究者表示，我们揭示了果蝇大脑中一种全新的神经机制，这种机制能通过产生协调的慢波活动来调节果蝇的行为反应，从而使其能在睡眠中保持对外界刺激的适度警觉，这一发现不仅丰富了我们对睡眠神经机制的理解，还为研究人类睡眠障碍提供了新的思路，比如，许多睡眠障碍患者在睡眠中对外界刺激过于敏感从而导致睡眠质量下降。未来，研究人员还将探索人类大脑中是否存在类似的神经机制，并尝试通过调节这种机制来治疗睡眠障碍。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Raccuglia, D., Suárez-Grimalt, R., Krumm, L. et al. Network synchrony creates neural filters promoting quiescence in Drosophila. Nature (2025). doi：10.1038/s41586-025-09376-2