Science：杏仁核多巴胺信号触发快速眼动睡眠

睡眠-觉醒周期（睡眠循环）的特征是非快速眼动（non–rapid eye movement, NREM）睡眠和快速眼动（rapid eye movement, REM）睡眠交替发生。睡眠循环受去甲肾上腺素能神经元、组胺能神经元和5-羟色胺能神经元的影响，这些神经元在睡眠循环中具有相似的放电模式。然而，腹侧被盖区（ventral tegmental area, VTA）的多巴胺（dopamine, DA）能神经元（DA^VTA）显示出与其他单胺类神经元不同的放电模式。

研究表明，在NREM睡眠期间，DA^VTA神经元的活动低于清醒时或REM睡眠期间。在NREM到REM与NREM到觉醒的转换之前，这些神经元的活动开始增加。追踪研究表明，DA^VTA神经元由具有不同输入和输出组织的异质群体组成，表明在睡眠-觉醒状态下可能存在多个具有不同放电模式的DA^VTA神经元。

日本筑波大学的Emi Hasegawa等研究人员使用G蛋白偶联受体（G protein–coupled receptor, GPCR）激活的DA传感器（GRAB_DA），检测了接受DA^VTA神经元密集投射的几个脑区在整个睡眠-觉醒周期中的细胞外DA水平，以确定在睡眠-觉醒调节中存在具有不同作用的DA^VTA神经元亚群。

研究发现，在NREM睡眠期间，基底外侧杏仁核（basolateral amygdala, BLA）中DA的短暂增加终止了NREM睡眠，并启动了REM睡眠。DA作用于BLA中表达的神经元——多巴胺受体D2（dopamine receptor D2, Drd2），诱发NREM转换为REM。这一机制在猝倒发作中也发挥作用，猝倒是一种异相睡眠障碍，患者会突然从清醒状态进入异相睡眠阶段。

研究结果显示了BLA中DA信号在启动REM睡眠中的关键作用，并为睡眠循环的发生提供了神经元基础。

参考文献：Hasegawa E, Miyasaka A, Sakurai K, et al. Rapid eye movement sleep is initiated by basolateral amygdala dopamine signaling in mice[J]. Science,2022,375:994-1000.