果蝇的睡眠与觉醒

在每个被仔细研究的脊椎动物物种中，睡眠是存在的并且受到严格调节，但睡眠的目的仍然是一个谜。无脊椎动物中也存在睡眠，而在果蝇（Drosophila melanogaster）中的广泛分析表明，果蝇的睡眠体现了哺乳动物睡眠的大多数基本特征。在果蝇中，睡眠由持续的静止期组成，并伴随增加的觉醒阈值。果蝇的睡眠受多种与哺乳动物睡眠相关的刺激物和催眠药物的调节。此外，和哺乳动物一样，果蝇的睡眠表现出显著的个体差异。涉及能量代谢、突触可塑性和对细胞压力反应的多个基因的表达在果蝇的睡眠和觉醒之间变化，啮齿动物中也是如此。果蝇的大脑活动也随着行为状态的不同而改变。此外，果蝇的睡眠在昼夜节律和稳态上受到严格调节，且稳态调节在很大程度上独立于昼夜调节。在睡眠剥夺后，果蝇的恢复睡眠时间较长且更为巩固，这通过觉醒阈值的增加和较少的短暂觉醒次数表明。最终，果蝇的睡眠剥夺损害了警觉性和表现。由于果蝇与哺乳动物之间的广泛相似性，果蝇现在被用作遗传解析睡眠的有前景的模型系统。在过去的几年中，突变筛选已分离出几种短睡眠突变体，证明单个基因可以对像睡眠这样的复杂性状产生强大的影响。