由九州大學文理學院助理教授伊藤太一和理學院四年級學生金谷博之(研究當時)領導的研究小組與蔚山理科大學合作,韓國的技術開發出一種只有原始神經系統而沒有大腦的系統,我們發現水螅中存在睡眠,其調節因素與其他動物相同。

 在多種動物物種中都觀察到睡眠,並且被認為與大腦功能密切相關。該研究小組的重點是水螅,這是一種尚未進化出大腦的動物。當我們檢查睡眠現像是否存在時,我們發現水螅有明顯的睡眠階段。因此,研究小組旨在通過比較其他動物和水螅的睡眠機制來闡明睡眠機制的起源。

 當給水螅施用各種生理活性物質並研究睡眠長度的變化時,催眠藥(褪黑激素、GABA)和覺醒物質(多巴胺)都促進了睡眠。接下來,我們全面分析了睡眠剝奪的水螅的基因表達。在表達發生改變的基因中,一種被指出與多種動物物種的睡眠調節相關的蛋白質(cGMP依賴性蛋白激酶)參與了水螅的睡眠調節。

 此外,當在睡眠剝奪的水螅中表達水平發生變化的基因在果蠅中受到抑制時,多個基因參與了果蠅睡眠長度的調節。這表明水螅睡眠相關基因在果蠅中也具有睡眠調節作用。此外,一些睡眠控制機制可能在大腦的進化獲得過程中被重新排列。

 研究小組表示,這項研究結果在世界上首次通過實驗證明了“動物在大腦進化之前就已經在機械層面上獲得了睡眠”的可能性。

論文信息:[科學進展] 水螅的類睡眠狀態揭示了中樞神經系統進化發育過程中保守的睡眠機制

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