睡眠和晝夜節律的改變是情感性障礙的常見特征。雙相情感障礙患者中晝夜節律和睡眠的中斷引發躁狂發作，但可逆轉抑郁情緒狀態。多巴胺能系統是大腦關鍵的獎賞系統，投射到不同腦區，調控動機、成癮、社交等行為。

2023年11月5日美國西北大學Yevgenia Kozorovitskiy研究團隊在Neuron雜志上發表“Dopamine pathways mediating affective state transitions after sleep loss”文章揭示全腦多巴胺能通路調控睡眠剝奪引起的情感狀態轉變。

1、急性睡眠剝奪引起情緒狀態變化依賴于多巴胺

 研究人員發現經歷12小時的睡眠剝奪后小鼠的探索行為增加，在入侵者-居留者實驗中社交和攻擊行為增加，在交配行為中雄性小鼠性交行為增多，表明睡眠剝奪可引起小鼠情緒狀態的轉變，這種狀態的改變可持續24小時到48小時。通過不可逃避/可逃避足底電擊實驗建立習得性無助小鼠模型后，在經歷睡眠剝奪后可降低小鼠逃脫失敗的次數，促進小鼠的糖水偏好行為，表現出對抑郁狀態的逆轉作用，這種逆轉作用可持續72小時左右。

光纖鈣成像系統記錄到急性睡眠剝奪后腹側被蓋區（VTA）腦區多巴胺能神經元活性增強。慢性抑制VTA腦區多巴胺能神經元活性后急性睡眠剝奪并不能增加小鼠探索行為、社交行為和攻擊行為，也并不能逆轉習得性無助小鼠的抑郁狀態。

圖1：急性睡眠剝奪引起情緒狀態變化依賴于多巴胺

2、不同多巴胺輸入調控不同情緒狀態的轉變

 伏隔核(NAc)，內側前額皮質(mPFC)，下丘腦(HA)和背側紋狀體(dStr)接受多巴胺能神經元的輸入，其中腹側被蓋區（VTA）和黑質致密部（SNc)是多巴胺能神經元的主要來源。光纖鈣成像技術記錄系統結合多巴胺熒光探針發現在急性睡眠剝奪后mPFC、NAc、HA腦區多巴胺水平升高，dStr區域無變化。在慢性抑制VTA腦區多巴胺能神經元活性后可抑制上述多巴胺水平的升高。

為進一步證實多巴胺能環路在急性睡眠剝奪誘發情緒狀態中的作用，研究人員通過慢性激活VTA-NAc環路后可阻斷急性睡眠剝奪誘發的過度活躍，抑制VTA-mPFC或抑制HA或SNc-dStr均不發揮阻斷作用。慢性抑制VTA-mPFC環路可阻斷急性睡眠剝奪誘發的攻擊行為，抑制其他多巴胺環路并不發揮這種阻斷作用。抑制HA腦區多巴胺神經元活性后可阻斷睡眠剝奪誘發的交配行為，抑制上述其他環路并不發揮這種作用。此外，僅抑制VTA-mPFC環路可阻斷急性睡眠剝奪逆轉抑郁狀態的作用，表明VTA-mPFC環路調控抑郁狀態，其他多巴胺輸入調控躁狂狀態。

圖2：不同多巴胺輸入調控不同情緒狀態的轉變

3、急性睡眠剝奪通過促進樹突棘形成發揮抗抑郁作用

mPFC腦區神經元可塑性增強是氯胺酮和裸蓋菇素等快速抗抑郁作用的重要機制。通過雙光子活體成像技術發現急性睡眠剝奪后可促進mPFC腦區神經元樹突棘的形成，敲除多巴胺1型受體可阻斷樹突棘的形成。在急性睡眠剝奪24小時后光操縱新形成的樹突棘消失后可阻斷急性剝奪的抗抑郁作用，然而在剝奪睡眠半小時后促進樹突棘消失并不會發揮上述阻斷作用。

圖3：急性睡眠剝奪通過促進樹突棘形成發揮抗抑郁作用

總結

本文揭示了急性睡眠剝奪引起多巴胺依賴的情緒狀態轉變，不同多巴胺輸入調控不同的情緒狀態：VTA-mPFC環路調控抑郁情緒轉變，VTA-NAc環路調控躁狂狀態轉變。

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