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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授薛天與合肥學(xué)院教授趙歡帶領(lǐng)的合作團(tuán)隊(duì)在6月1日在線發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學(xué)》的研究中指出，長(zhǎng)時(shí)間的夜間藍(lán)光照射，會(huì)通過(guò)小鼠大腦特定的神經(jīng)環(huán)路，引起抑郁相關(guān)癥狀。
雖然這一結(jié)論無(wú)法直接推導(dǎo)到人類(lèi)大腦中，但論文共同第一作者兼共同通訊作者趙歡在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)提醒道：“臨床數(shù)據(jù)和我們的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代城市過(guò)度的夜間照明和電子產(chǎn)品不離手的‘新風(fēng)俗’，值得更多謹(jǐn)慎的考量。”
夜間光照 小鼠抑郁
隨著工業(yè)和科技的進(jìn)步，夜間照明越來(lái)越普遍，很多人生活在“不夜城”的霓虹燈下，回到家后又繼續(xù)與電子設(shè)備發(fā)出的藍(lán)光相伴。
但是，人類(lèi)在數(shù)百萬(wàn)年的演化過(guò)程中已經(jīng)適應(yīng)了晝夜循環(huán)的光照模式，光照影響著哺乳動(dòng)物的各種生理功能，包括情緒。“已有研究表明，長(zhǎng)時(shí)間暴露于過(guò)度的夜間光照的族群更有罹患精神疾病尤其是抑郁癥的風(fēng)險(xiǎn)。”論文通訊作者薛天說(shuō)。
合作團(tuán)隊(duì)首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一點(diǎn)。他們構(gòu)建了夜間光干擾模型，模擬當(dāng)前社會(huì)的不正常光照模式。持續(xù)3周，每晚9點(diǎn)至11點(diǎn)用藍(lán)光照射小鼠兩小時(shí)。“這樣可以在不擾亂小鼠節(jié)律和睡眠的前提下，誘發(fā)小鼠的負(fù)性情緒。”論文第一作者、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生安楷說(shuō)。
盡管小鼠晝伏夜出與人類(lèi)相反，但它們的行為同樣受到每日光照變化和晝夜節(jié)律的影響。研究發(fā)現(xiàn)，增加夜間照明后，小鼠的晝夜節(jié)律沒(méi)有明顯改變，但逐漸出現(xiàn)了一些異樣的行為。比如，當(dāng)被迫游泳時(shí)，它容易表現(xiàn)出一副愛(ài)動(dòng)不動(dòng)的放棄狀態(tài)；面對(duì)糖水，偏嗜度下降了——對(duì)“快樂(lè)水”的興趣降低了！
由于這些行為與人類(lèi)抑郁行為有一定相似性，科學(xué)家將其定義為抑郁樣行為。不僅如此，取消每晚的藍(lán)光照射后，小鼠也沒(méi)有馬上恢復(fù)，抑郁樣行為仍持續(xù)了長(zhǎng)達(dá)3周的時(shí)間。
神經(jīng)通路與節(jié)律門(mén)控
近年來(lái)，光對(duì)情緒的調(diào)控逐漸成為研究熱點(diǎn)。如2018年《細(xì)胞》雜志一篇文章顯示，長(zhǎng)期碎片化的光暗刺激，可能會(huì)誘發(fā)小鼠的負(fù)性情緒；2019年《神經(jīng)元》雜志上的一項(xiàng)工作則表明，白天的光照可緩解小鼠的抑郁樣表現(xiàn)。
但是，白晝和夜晚光線對(duì)情緒調(diào)控截然相反的作用機(jī)理一直是未解之謎。
研究團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)示蹤工具，發(fā)現(xiàn)了一條特殊的神經(jīng)環(huán)路，揭示了這一現(xiàn)象背后可能的神經(jīng)機(jī)制。
這條參與夜間光干擾的神經(jīng)環(huán)路起始于自感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，延續(xù)到外側(cè)韁核邊緣區(qū)背側(cè)，最后到達(dá)伏隔核核心區(qū)。這兩個(gè)腦區(qū)都與小鼠抑郁情緒關(guān)系密切——外側(cè)韁核常被稱為大腦的“反獎(jiǎng)勵(lì)中樞”，介導(dǎo)了許多負(fù)性情緒，過(guò)度活躍會(huì)誘發(fā)抑郁樣行為；伏隔核則與獎(jiǎng)賞相關(guān)，參與抑郁癥的形成。
事實(shí)上，增加夜間光照之后，小鼠的睡眠會(huì)受到輕微影響，但這并不是誘發(fā)負(fù)性情緒的關(guān)鍵因素。為了驗(yàn)證這條神經(jīng)通路的作用，研究人員將實(shí)驗(yàn)組小鼠的環(huán)路阻斷，發(fā)現(xiàn)在同樣的藍(lán)光環(huán)境和睡眠條件下，小鼠情緒并未發(fā)生變化。
有趣的是，作者還發(fā)現(xiàn)這條通路受到生物節(jié)律的“門(mén)控”。安楷介紹，通過(guò)單細(xì)胞膜片鉗和在體光纖記錄等實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)投射到伏隔核的外側(cè)韁核邊緣區(qū)的神經(jīng)元在晚上可興奮性更強(qiáng)，更易發(fā)放動(dòng)作電位。
“這個(gè)現(xiàn)象解釋了一個(gè)核心的生物學(xué)問(wèn)題：為什么光出現(xiàn)在白天是無(wú)害甚至是有益的，而出現(xiàn)在了本不該出現(xiàn)的夜晚，就變成了‘有害’刺激。”趙歡說(shuō)。
謹(jǐn)慎考量“新風(fēng)尚”
2017年，3位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)生物晝夜節(jié)律的分子機(jī)制而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。近年來(lái)，生物節(jié)律的一個(gè)重要研究方向是探索下丘腦處視交叉上核（SCN）——“全盤(pán)掌控”人體生物鐘的這一生物節(jié)律中心，如何通過(guò)與其他腦區(qū)的連接協(xié)調(diào)整個(gè)機(jī)體的節(jié)律。挖掘其中的靶點(diǎn)，可以為解決現(xiàn)代社會(huì)很多人由節(jié)律紊亂引發(fā)的亞健康問(wèn)題提供參考。
不過(guò)，在這項(xiàng)研究中，作者提醒道，小鼠實(shí)驗(yàn)存在一定局限性，能否由小鼠推及人類(lèi)還需要進(jìn)一步研究。“確定類(lèi)似的通路或機(jī)制對(duì)人體的影響尚需在靈長(zhǎng)類(lèi)中開(kāi)展研究，且夜間光對(duì)于人類(lèi)生理的擾動(dòng)由多種因素組成，這一發(fā)現(xiàn)提供了一種可能的解釋。”趙歡說(shuō)。
事實(shí)上，科學(xué)家此前已經(jīng)在人類(lèi)的視網(wǎng)膜里找到了自感光神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，也就是這條神經(jīng)環(huán)路的第一站。“我們的發(fā)現(xiàn)提供了可用于解釋這一臨床觀察的潛在神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，為進(jìn)一步挖掘如何阻斷由異常光線環(huán)境引發(fā)的情感障礙提供了可能介入的靶點(diǎn)和思路。”薛天說(shuō)。
他表示，光調(diào)節(jié)眾多神經(jīng)生理功能，研究團(tuán)隊(duì)將在此方向上開(kāi)展一系列工作。
隨著電子產(chǎn)品的普及，“機(jī)不離手”“眼不離屏”靡然成風(fēng)，如何應(yīng)對(duì)由此帶來(lái)的潛在健康危害？作者表示，人類(lèi)不過(guò)百余年的工業(yè)化歷程帶來(lái)了大量全新的生存環(huán)境變化，人類(lèi)機(jī)體可否有效適應(yīng)是一個(gè)值得研究的課題。這項(xiàng)研究提示，應(yīng)該保持規(guī)律作息，尊重生物學(xué)規(guī)律，避免擾亂機(jī)體的正常運(yùn)作，從而保持個(gè)體的健康。
中國(guó)科學(xué)院學(xué)習(xí)平臺(tái)
