健康教育网5-羟色胺是在大脑中发现的多用途分子，在记忆，认知以及幸福感和其他情感的感觉中起作用。特别是，研究人员长期以来就5-羟色胺在睡眠中的作用争论不休：5-羟色胺会促进睡眠或相反的觉醒吗？
现在，加州理工学院的科学家发现，血清素对于斑马鱼和小鼠模型的睡眠必不可少。
描述该研究的论文于6月24日在线发表在《神经病》杂志上。这项工作是由加州大学天桥分校的生物学教授，大卫·普罗伯（David Prober）的加州理工学院实验室与加州理工学院神经科学研究所的Chrissy Chen神经科学研究所合作完成的。和Viviana Gradinaru（理学士学位“ 05”），传统医学研究所研究员，神经科学和生物工程教授，陈氏研究所分子和细胞神经科学中心主任。
先前有关5-羟色胺和睡眠的研究得出了矛盾的结果。一些研究表明，血清素可促进睡眠，但其他工作表明，产生血清素的神经元最活跃，并在清醒时释放该化学物质。
为了解决这场辩论，加州理工学院的研究团队着重研究了一个叫做缝核的区域，该区域具有大脑中产生5-羟色胺（或5-羟色胺能）神经元的主要种群。缝线是从鱼类到人类的多种生物的大脑茎中发现的具有进化意义的古老结构，它们负责制造5-羟色胺并将其发送到其他大脑区域。
在Prober实验室的资深博士后学者Grigorios Oikonomou的带领下，这项研究开始使用斑马鱼（斑马鱼），一种透明的微小鱼类，被广泛用作研究睡眠的模型。像人类一样，斑马鱼的幼虫是昼夜的，这意味着它们的睡眠大部分发生在晚上。
首先，研究人员对斑马鱼进行了基因突变，以使他们的花边不产生5-羟色胺。研究小组发现，这些突变鱼类的睡眠量是正常鱼类的一半左右。在另一个实验中，研究人员完全去除了缝线，这些鱼的睡眠也比平时少得多。
Oikonomou说：“这表明，由网缝产生的5-羟色胺是鱼正常睡眠所必需的。”
在第三组实验中，对斑马鱼进行了基因改造，以使它们的缝隙可以被光激活。在这些鱼上照亮它们使它们进入睡眠状态，这意味着激活缝线会导致睡眠。此作用需要使用5-羟色胺，因为激活不合成5-羟色胺的鱼中的缝线对睡眠没有影响。
然后，Prober实验室的团队与Gradinaru实验室的科学家合作，继续进行小鼠血清素的研究。与以前的研究一致，研究小组在研究生迈克尔·奥特马特（Michael Altermatt）的带领下，对老鼠缝隙中的血清素能神经元进行了研究，并证实它们确实在睡眠时活跃，而在睡眠中活跃度较低。
就像Prober的实验室在斑马鱼中所做的一样，Gradinaru实验室的团队从基因上去除了老鼠缝隙中的血清素能神经元，发现老鼠的睡眠比平时少。用光刺激这些神经元也会使小鼠入睡，但是只有在清醒期间以与这些神经元的自然发生的基线活动模式一致的频率施用光时，这些小鼠才能入睡。
“这里有一个明显的悖论：刺激神经元会使动物入睡，但是神经元通常在白天活跃，” Altermatt说。
Oikonomou解释说：“有两个主要因素控制着睡眠。一个是生物钟-当白天很亮时，身体醒着，而当它变黑时，身体就会睡觉。另一个因素称为稳态睡眠压力。当您早上醒来时，您已经休息了，所以您精力充沛。随着一天的过去，您会感到疲倦和困倦，因此睡眠压力越来越大。如果您那天晚上不睡觉，您的睡眠压力会更高，即使外面有阳光，第二天您也会更加疲倦，而且您的生物钟会指示您应该保持清醒。
“理论是，为了入睡，您需要具有较高的睡眠压力，并且昼夜节律的时钟必须与一天中的时间保持一致，昼夜时间对于像我们这样的昼夜生物来说是白天，而夜间对于夜间活动的动物来说则是白天。”
研究人员提出理论认为，缝隙中神经元的发射及其血清素的释放是大脑建立睡眠压力的一种方式。的确，他们发现缺乏5-羟色胺的斑马鱼以及带有消融性拉菲的小鼠表现出睡眠压力降低。
虽然这些研究是在动物模型中进行的，但在人脑中，缝区和其血清素的生成却是相似的。该研究有助于解释常见的抗抑郁药与睡眠有关的某些副作用，这些副作用会增加大脑中5-羟色胺的水平。
