TA们冬天为什么起不来？

虽然已经步入夏日，但对于冬天起床时的痛苦，你大概还印象深刻吧。在冷冰冰、黑漆漆的冬日清晨，尽管闹铃已经响了好几次，你是不是也仍然被封印在温暖的被窝起不来？

冬天起床可太难了！| Giphy

现在，你可以从果蝇身上借一个赖床的理由了——科学家发现，果蝇体内有一些可以感知寒冷的神经元，可能会让果蝇在低温时睡不醒。 最近，美国西北大学的马可·加里奥（Marco Gallio） 团队，在《当代生物学》期刊上发表了相关研究。

让大脑知道天冷了

和人一样，果蝇在寒冷环境下也有“起床困难症”。

通常来说，当果蝇持续不活动的状态超过 5 分钟时，它们就被认为“正在睡觉”。果蝇是变温动物，25 °C 是它们最舒适的温度。这个温度配合以正常的昼夜变化，果蝇在这种环境下能够拥有正常的睡眠。它们的大多数睡眠发生在夜晚，白天有时也小憩一会儿。

然而，当温度降低到 18°C 时，果蝇的起床模式迅速发生了改变——果蝇会在“天亮”时醒来，但很快又转入睡眠状态。它们在早上的活动减少，白天睡眠时间增加，晚上也睡得更多；同时，它们在白天的小憩也来得更早，就好像是人类更容易困似的。不过，一旦温度恢复，果蝇的行为又会回归正常。

果蝇天冷也“赖床” | 参考资料

这种天冷觉多的情况，很可能与一种叫做“DN1a”的神经元有关。它位于果蝇的大脑背侧，先前的研究发现，DN1a 以及其他位于背侧的神经元，可以一同调节果蝇的生物钟，从而影响它们的睡眠活动周期。

这一次，研究者发现，这个与生物钟有关的 DN1a，还会被外界的温度影响。果蝇的触角上有一类神经元，可以感受和接收低温刺激的信号。当温度从 25 °C 降低至 20°C 左右时，这类神经元就会把低温信号传递给下一类神经元，后者释放抑制性的物质，从而抑制大脑中 DN1a 神经元的活性。

这样一来，这些神经元就形成了一个简单的神经环路——当温度降低时，它们会一步一步将“低温”这个信息传递到大脑，并且抑制 DN1a 神经元。

神经元被抑制，果蝇睡不醒

DN1a 可以调节果蝇的生物钟，又受到低温环境的环境。那么，它在寒冷条件下活性降低的特点，会不会恰好影响了果蝇的睡眠，让它们醒不来？

研究者通过改变果蝇的基因，抑制了它们体内 DN1a 神经元的活性；再将这种果蝇放置到 25 °C 的舒适环境里。结果发现，果蝇在白天活动减少，睡眠增加，小憩的时间也提前了——这些情况与正常果蝇在低温环境里的状况非常相似。换句话说，DN1a 的活性降低，很可能就是果蝇在寒冷环境下睡得多的一个关键机制。

实验中拍摄到的DN1a | 参考资料

我们在冬天睡不醒，并不完全是因为冷，推迟的日出时间可能也是帮凶。果蝇也有类似的情况，研究者发现，如果没有昼夜交替，而是始终处在又冷又暗的环境里，果蝇是几乎无法睡醒的。类似的，如果抑制了果蝇的 DN1a 活性，并将它们放在始终黑暗的环境中，果蝇也很难醒过来。通过进一步的实验，研究者预测，光照可能也会影响 DN1a 神经元，从而调节果蝇的睡眠。

对于果蝇这样的小型变温动物来说，降温对它们有显著的影响。它们很难在这种条件下迅速飞行或移动，这就意味着可能难以逃脱捕食者的掠袭。研究者猜测，果蝇在寒冷环境下“赖床”，可能是为了等到合适的温度再醒来，彼时它们也恢复了活动的能力。

不然试一试这种叫醒方式 | Giphy

至于人类，我们的身体也会感知温度，并且根据温度作出调节。我们有着比果蝇更加复杂的神经系统，那会不会也有类似的机制，从大脑控制着我们，让我们在冬天无法挣脱被窝？

很可惜，人体上现在仍未发现具体的机制。这个冬天要赖床，你大概只能先借一借果蝇的借口了。

参考文献

Alpert et al., A Circuit Encoding Absolute Cold Temperature in Drosophila, Current Biology (2020), https://doi.org/ 10.1016/j.cub.2020.04.038

作者：LeoS

编辑：麦麦

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