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中國科學技術大學教授薛天與合肥學院教授趙歡帶領的合作團隊在6月1日在線發(fā)表于《自然-神經(jīng)科學》的研究中指出，長時間的夜間藍光照射，會通過小鼠大腦特定的神經(jīng)環(huán)路，引起抑郁相關癥狀。
雖然這一結(jié)論無法直接推導到人類大腦中，但論文共同第一作者兼共同通訊作者趙歡在接受《中國科學報》采訪時提醒道：“臨床數(shù)據(jù)和我們的發(fā)現(xiàn)表明，現(xiàn)代城市過度的夜間照明和電子產(chǎn)品不離手的‘新風俗’，值得更多謹慎的考量。”
夜間光照 小鼠抑郁
隨著工業(yè)和科技的進步，夜間照明越來越普遍，很多人生活在“不夜城”的霓虹燈下，回到家后又繼續(xù)與電子設備發(fā)出的藍光相伴。
但是，人類在數(shù)百萬年的演化過程中已經(jīng)適應了晝夜循環(huán)的光照模式，光照影響著哺乳動物的各種生理功能，包括情緒。“已有研究表明，長時間暴露于過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險。”論文通訊作者薛天說。
合作團隊首先設計實驗驗證了這一點。他們構(gòu)建了夜間光干擾模型，模擬當前社會的不正常光照模式。持續(xù)3周，每晚9點至11點用藍光照射小鼠兩小時。“這樣可以在不擾亂小鼠節(jié)律和睡眠的前提下，誘發(fā)小鼠的負性情緒。”論文第一作者、中國科學技術大學生命科學學院博士生安楷說。
盡管小鼠晝伏夜出與人類相反，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)律沒有明顯改變，但逐漸出現(xiàn)了一些異樣的行為。比如，當被迫游泳時，它容易表現(xiàn)出一副愛動不動的放棄狀態(tài)；面對糖水，偏嗜度下降了——對“快樂水”的興趣降低了！
由于這些行為與人類抑郁行為有一定相似性，科學家將其定義為抑郁樣行為。不僅如此，取消每晚的藍光照射后，小鼠也沒有馬上恢復，抑郁樣行為仍持續(xù)了長達3周的時間。
神經(jīng)通路與節(jié)律門控
近年來，光對情緒的調(diào)控逐漸成為研究熱點。如2018年《細胞》雜志一篇文章顯示，長期碎片化的光暗刺激，可能會誘發(fā)小鼠的負性情緒；2019年《神經(jīng)元》雜志上的一項工作則表明，白天的光照可緩解小鼠的抑郁樣表現(xiàn)。
但是，白晝和夜晚光線對情緒調(diào)控截然相反的作用機理一直是未解之謎。
研究團隊利用神經(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)細胞，延續(xù)到外側(cè)韁核邊緣區(qū)背側(cè)，最后到達伏隔核核心區(qū)。這兩個腦區(qū)都與小鼠抑郁情緒關系密切——外側(cè)韁核常被稱為大腦的“反獎勵中樞”，介導了許多負性情緒，過度活躍會誘發(fā)抑郁樣行為；伏隔核則與獎賞相關，參與抑郁癥的形成。
事實上，增加夜間光照之后，小鼠的睡眠會受到輕微影響，但這并不是誘發(fā)負性情緒的關鍵因素。為了驗證這條神經(jīng)通路的作用，研究人員將實驗組小鼠的環(huán)路阻斷，發(fā)現(xiàn)在同樣的藍光環(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“門控”。安楷介紹，通過單細胞膜片鉗和在體光纖記錄等實驗，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，更易發(fā)放動作電位。
“這個現(xiàn)象解釋了一個核心的生物學問題：為什么光出現(xiàn)在白天是無害甚至是有益的，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。
謹慎考量“新風尚”
2017年，3位科學家因發(fā)現(xiàn)生物晝夜節(jié)律的分子機制而獲得諾貝爾獎。近年來，生物節(jié)律的一個重要研究方向是探索下丘腦處視交叉上核（SCN）——“全盤掌控”人體生物鐘的這一生物節(jié)律中心，如何通過與其他腦區(qū)的連接協(xié)調(diào)整個機體的節(jié)律。挖掘其中的靶點，可以為解決現(xiàn)代社會很多人由節(jié)律紊亂引發(fā)的亞健康問題提供參考。
不過，在這項研究中，作者提醒道，小鼠實驗存在一定局限性，能否由小鼠推及人類還需要進一步研究。“確定類似的通路或機制對人體的影響尚需在靈長類中開展研究，且夜間光對于人類生理的擾動由多種因素組成，這一發(fā)現(xiàn)提供了一種可能的解釋。”趙歡說。
事實上，科學家此前已經(jīng)在人類的視網(wǎng)膜里找到了自感光神經(jīng)節(jié)細胞，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)路機制，為進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和思路。”薛天說。
他表示，光調(diào)節(jié)眾多神經(jīng)生理功能，研究團隊將在此方向上開展一系列工作。
隨著電子產(chǎn)品的普及，“機不離手”“眼不離屏”靡然成風，如何應對由此帶來的潛在健康危害？作者表示，人類不過百余年的工業(yè)化歷程帶來了大量全新的生存環(huán)境變化，人類機體可否有效適應是一個值得研究的課題。這項研究提示，應該保持規(guī)律作息，尊重生物學規(guī)律，避免擾亂機體的正常運作，從而保持個體的健康。
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