你有沒有發(fā)現(xiàn)，一到冬天，人就特別容易犯懶，總想蜷在被窩里多睡一會(huì)兒？而且晚上睡著之后總會(huì)覺得很冷。我們常笑稱“春困秋乏夏打盹，冬天嗜睡不想醒”，但從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，這可能是一種獨(dú)屬于大腦的節(jié)能模式。

在動(dòng)物世界里，為了度過寒冷和食物匱乏的漫漫長(zhǎng)夜，許多哺乳動(dòng)物進(jìn)化出了一種名為日眠（torpor）的生存策略，通過主動(dòng)降低體溫和代謝率來(lái)節(jié)省能量。

為什么這種省電模式總是在深夜啟動(dòng)，而不是在白天？如果隨時(shí)都能進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，不是能更好地應(yīng)對(duì)突發(fā)的食物短缺嗎？

2026年5月22日，日本名古屋大學(xué)Daisuke Ono教授團(tuán)隊(duì)在《Nature Communications》上發(fā)表研究《GABAergic projections from the suprachiasmatic nucleus to the preoptic area regulate the timing of torpor in mice》，揭示了大腦主生物鐘視交叉上核（SCN）如何精準(zhǔn)調(diào)控日眠（torpor）的發(fā)生時(shí)間。

SCN中的精氨酸加壓素（Avp）能神經(jīng)元，通過GABA能神經(jīng)投射同時(shí)抑制視前區(qū)（POA） 的促日眠興奮性神經(jīng)元和局部抑制性中間神經(jīng)元，結(jié)合POA興奮性神經(jīng)元自身的晝夜節(jié)律，共同精準(zhǔn)調(diào)控雌性小鼠日眠的時(shí)間窗口。SCN的神經(jīng)輸出而非體液輸出是這一過程的關(guān)鍵。

科普小貼士：什么是日眠（torpor）？

日眠是一種每天短暫的低代謝、低體溫狀態(tài)（類似“迷你冬眠”），許多小型哺乳動(dòng)物（如小鼠）在食物匱乏或環(huán)境寒冷時(shí)進(jìn)入日眠以節(jié)省能量。人類雖然沒有典型的日眠，但體溫和代謝的晝夜節(jié)律與日眠調(diào)控機(jī)制同源。

日眠是“冷了就睡”，還是有固定的時(shí)間表？

研究者讓小鼠在低溫和饑餓條件下進(jìn)入日眠。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常小鼠的日眠總是集中在深夜到凌晨；而生物鐘紊亂的小鼠，日眠時(shí)間變得完全隨機(jī)，全天任何時(shí)候都可能發(fā)生。即使在完全黑暗的環(huán)境中，這一規(guī)律依然成立。

因此，日眠的時(shí)間不是由外界溫度或光線決定，而是由內(nèi)在的生物鐘嚴(yán)格調(diào)控的。

日眠是通過什么環(huán)路發(fā)生的？

為了找到生物鐘調(diào)控日眠的具體通路，研究人員通過在體多單位電生理記錄發(fā)現(xiàn)，日眠總是在 SCN 神經(jīng)元活性最低的時(shí)段開始，而在 SCN 活性最高的白天幾乎不會(huì)發(fā)生。

光遺傳激活SCN的GABA能神經(jīng)元，小鼠即使在深夜也無(wú)法進(jìn)入日眠。通過全腦c-fos活性圖譜和神經(jīng)示蹤，研究者篩選出SCN的三個(gè)下游腦區(qū)。分別激活這三個(gè)腦區(qū)的SCN神經(jīng)末梢，只有激活POA的投射才能完全抑制日眠。

因此， SCN-POA 通路是調(diào)控日眠時(shí)間的關(guān)鍵。

SCN-POA 環(huán)路的雙重調(diào)控機(jī)制

有趣的是，當(dāng)研究者在白天抑制SCN神經(jīng)元活性時(shí)，小鼠的體溫只下降了約2℃，并沒有進(jìn)入深度日眠。這說(shuō)明除了SCN的抑制作用外，還有其他機(jī)制在起作用。

腦片膜片鉗記錄發(fā)現(xiàn)，POA中促進(jìn)日眠的興奮性神經(jīng)元自身就有晝夜節(jié)律，它們?cè)谝归g的興奮性顯著高于白天。更重要的是，SCN的GABA能神經(jīng)元同時(shí)投射到POA的兩種神經(jīng)元：一種是“促休眠”的興奮性神經(jīng)元，另一種是抑制性中間神經(jīng)元。

因此，SCN-POA環(huán)路存在雙重調(diào)控機(jī)制，結(jié)合POA興奮性神經(jīng)元自身的晝夜節(jié)律，共同決定日眠窗口。

SCN中的Avp神經(jīng)元是調(diào)控日眠的關(guān)鍵亞型

SCN中主要有兩種神經(jīng)元：Avp和VIP。通過逆行示蹤，研究者發(fā)現(xiàn)兩種神經(jīng)元都投射到POA。但通過條件性基因敲除分別敲除它們釋放GABA的能力后，只有Avp神經(jīng)元被敲除的小鼠日眠嚴(yán)重受損，VIP敲除小鼠完全正常。在Avp敲除小鼠的SCN中重新表達(dá)GABA轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，日眠又恢復(fù)正常。

因此，SCN中的Avp神經(jīng)元是日眠時(shí)間的總開關(guān)。

一張圖看懂：大腦里的“節(jié)能開關(guān)”怎么工作？

白天

SCN活性高 → 釋放GABA → 雙重抑制POA → 節(jié)能開關(guān)關(guān)閉 → 不進(jìn)入日眠

深夜

SCN活性低 → GABA釋放減少 → POA興奮性神經(jīng)元自身活性高 → 節(jié)能開關(guān)打開 → 進(jìn)入日眠（體溫↓、代謝↓）

這一機(jī)制確保了動(dòng)物只在環(huán)境最惡劣的深夜進(jìn)入低代謝狀態(tài)，最大限度地節(jié)約能量。

小編寄語(yǔ)：

這項(xiàng)研究不僅解釋了動(dòng)物“冬眠/日眠”的時(shí)間調(diào)控機(jī)制，也為理解人類“冬季困倦”提供了新視角。

人類的生物鐘同樣受SCN調(diào)控，雖然我們不會(huì)進(jìn)入日眠，但冬季白天變短、生物鐘相位后移，可能導(dǎo)致起床困難。未來(lái)，靶向Avp神經(jīng)元或其下游GABA信號(hào)，或許能幫助調(diào)節(jié)睡眠-覺醒節(jié)律，改善季節(jié)性情感障礙等癥狀。

https://doi.org/10.1038/s41467-026-73374-9

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