九州大学核心教育学院助理教授Taichi Ito和理学院四年级学生(研究时)的研究小组与韩国蔚山科技大学合作,只有一个原始神经系统,没有大脑。我们发现水螅存在睡眠,其调节器与其他动物相同。
睡眠在广泛的动物物种中被观察到,被认为与大脑功能密切相关。该研究小组专注于水螅,一种尚未进化获得大脑的动物。当我们检查睡眠现象的存在与否时,我们发现九头蛇有一个清晰的睡眠阶段。因此,研究组比较了其他动物和九头蛇的睡眠机制,旨在阐明睡眠机制的起源。
当将各种生物活性物质给予水螅并研究睡眠长度的变化时,催眠药(褪黑激素、GABA)和兴奋剂(多巴胺)都促进了睡眠。接下来,我们综合分析了被剥夺睡眠的九头蛇的基因表达。在表达波动的基因中,包括一种在各种动物物种中被指出与睡眠控制有关的蛋白质(cGMP依赖性蛋白激酶),该物质也参与了水螅的睡眠控制......
此外,当被剥夺的水螅中表达水平发生变化的基因在果蝇中被功能性抑制时,多个基因参与了果蝇睡眠时间的控制。这表明参与九头蛇睡眠的基因在果蝇中也具有睡眠调节作用。研究还表明,一些睡眠控制机制可能在大脑获得的进化阶段进行了重组。
结果表明,该研究小组在全球率先通过实验证明“动物可能在大脑进化之前就已经获得了机制层面的睡眠”。