光療如何改善小鼠睡眠

環境中的光對生活中很多事情都有影響，其中之一便是睡眠週期。而慢性壓力經常造成睡眠困擾，因此中國的一群科學家做了小鼠實驗，實驗證據指出，明亮光療法對於與壓力相關的睡眠疾病有所幫助。科學家證明光線治療通過 vLGN/IGL-LHb-RMTg 途徑降低了慢性壓力促進非快速動眼期（nonrapid eye movement，NREM）睡眠，換句話說就是人類可以進入更深層的快速動眼期（rapid eye movement，REM）睡眠。實驗結果提供了一個關於光線治療對慢性壓力誘導的睡眠變化的影響的迴路機制。

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光對大腦功能和睡眠的深遠影響

光環境對大腦功能和睡眠影響深遠。睡眠對於人類的身體和心理健康至關重要，而最近的研究表明，光環境可以影響睡眠質量。然而，我們對光如何影響睡眠的神經迴路和機制了解甚少。一項由中國暨南大學進行的最新研究揭示了一個引人入勝的發現：光可以改變慢性壓力誘導的睡眠異常。這項研究對小鼠模型進行了一系列實驗，證實了明亮光療法對改善壓力誘導的睡眠異常的效果。研究人員推測，大腦中一個稱為側隔核（lateral habenula，LHb）的區域可能在其中扮演關鍵角色。LHb 不僅接收來自眼睛的光信號，還能影響調節睡眠的其他腦部區域。這項研究發現，慢性壓力會增加 NREM 睡眠的持續時間，同時減少清醒的時間。而 LHb 的活化在改變睡眠模式方面起著關鍵作用，這暗示著 LHb 可能參與了慢性壓力對睡眠的影響。然而，明亮光治療則可以減少慢性壓力對睡眠的不正常促進作用，進一步揭示了光對睡眠調節的神經機制。

大腦神經迴路中的光和壓力交互作用

在繼續深入研究之前，先更仔細地了解 LHb-RMTg 途徑。這一神經迴路包括了 LHb，LHb 接收來自眼睛的光信號，以及與睡眠調節相關的頭側內側被蓋核（rostromedial tegmental nucleus，RMTg）。慢性壓力可以通過激活 LHb-RMTg 途徑來增加 NREM 睡眠的持續時間，減少清醒的時間。

該研究還發現，特定激活投射到 RMTg 的 LHb 神經元模擬了慢性壓力對睡眠模式的影響，而在受壓力的小鼠中抑制這些神經元則減少了慢性壓力對NREM睡眠的促進作用。這些發現表明，慢性壓力可以通過活化 LHb-RMTg 途徑來促進 NREM 睡眠，這也與最近的研究結果一致，即 RMTg 在調節 NREM 睡眠方面有著重要作用。

有趣的是，雖然長期活化投射到背側縫核（dorsal raphe nucleus，DRN）或中腦腹側蓋區（ventral tegmental area，VTA）的 LHb 神經元並不能模擬慢性壓力對夜間睡眠狀態的影響，但這些操作卻促進了白天的 NREM 睡眠。這些結果表明，LHb-DRN/VTA 途徑也可能參與了慢性壓力對睡眠狀態的影響，未來的研究將需要進一步澄清它們的作用。

解讀明亮光對睡眠的影響

這項研究還揭示了明亮光對壓力誘導的睡眠異常的影響。明亮光療法被廣泛應用於改善睡眠，但其作用機制以及對於壓力誘導的睡眠異常是否有效一直不清楚。根據研究結果，明亮光可以減少慢性壓力對睡眠的異常促進作用，這一效果可能通過光傳遞的視覺迴路來實現。具體來說，明亮光可以降低 LHb-RMTg 途徑的神經活性，進而減少慢性壓力對 NREM 睡眠的促進作用。

這項研究還確定了視覺丘-內丘間葉（ventral lateral geniculate nucleus and intergeniculate leaflet，vLGN/IGL）的 GABA 神經元直接投射到 LHb-RMTg 途徑，這些神經元對於明亮光信號的編碼至關重要。因此，vLGN/IGL 的光信號可能調節 LHb-RMTg 途徑的神經活性，影響壓力對睡眠的效應。這一假設得到了多方面的證據支持，包括明亮光治療減少了慢性壓力對睡眠的促進作用，同時減少了 LHb-RMTg 途徑的興奮性。總之，這項研究的結果為我們揭示了光如何影響壓力誘導的睡眠異常提供了重要線索，並為明亮光治療在緩解壓力相關性疾病方面的應用提供了理論依據。

光照對睡眠和壓力的調節，無疑是一個極具潛力的研究領域。隨著我們對這些神經迴路和機制的理解不斷深化，未來將有更多機會開發出更有效的光療法和相關干預措施。此外，研究還可能擴展到更廣泛的應用領域，包括應對其他壓力相關性疾病，如焦慮和憂鬱症。這些發現對於改善人類健康和生活品質具有重要意義，並為未來的研究和醫療實踐提供了有價值的參考。

在深入探討光照對睡眠和壓力的調節作用後，這一研究領域充滿了潛力。未來的研究可能會進一步闡明大腦中各種神經迴路的作用和互動，從而為開發更精準和有效的光療法提供更多的基礎。此外，我們可以期待研究的應用擴展到其他壓力相關性疾病，如焦慮和憂鬱症，進一步改善人類的心理健康。這些發現將對提高人們的生活質量和醫療實踐產生深遠的影響，並在未來的研究和臨床治療中扮演著關鍵角色。

延伸閱讀：愛做夢的快速動眼期（REM）哪一個神經元在控制眼動？

參考資料：
1. https://medicalxpress.com/news/2023-09-bright-light-treatment-stressed-mice.html
2. https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3002282