为什么炎热会让我们犯困

温度影响人类行为的广度，从饮食和活动水平到睡眠-觉醒周期。在夏天，我们可能很难入睡，在寒冷的早晨，我们起床很慢。但是感觉神经元和控制这个循环的神经元之间的联系还不完全清楚。

西北大学神经生物学家发现了一些线索。在一项发表在杂志上的新研究中当代生物学，研究人员发现，果蝇天生就会在中午小睡一会儿。2020年的后续行动生物学识别大脑温度计的论文只在寒冷的天气活动这篇新论文探索了一种类似的高温“温度计”电路。

温伯格艺术与科学学院神经生物学副教授马可·加利奥说:“温度的变化对人类和动物的行为都有很强的影响，并为动物提供了一个线索，告诉它们是时候适应季节变化了。”“温度对睡眠的影响可能相当极端，一些动物决定睡一整个季节——想想冬眠的熊——但调节温度和睡眠中心之间相互作用的特定大脑回路在很大程度上仍未被绘制出来。”

加利奥领导了这项研究，他说，果蝇是研究“我们为什么睡觉”和“睡眠对大脑有什么作用”等重大问题的特别好的模型，因为它们不会像人类那样试图破坏本能，比如当我们通宵工作时。它们还使研究人员能够研究光和温度等外部线索对细胞通路的影响。

77华氏度是最受欢迎的温度

这篇论文首次发现了苍蝇头部的“绝对热”感受器，它对超过77华氏度(苍蝇最喜欢的温度)的温度有反应。事实证明，实验室里常见的果蝇(Drosophila)通过与人类建立密切联系，几乎占领了整个地球。毫不奇怪，它最喜欢的温度也与许多人类的温度相匹配。

正如他们基于之前关于低温的论文结果所预期的那样，研究人员发现，接收有关热的信息的大脑神经元是调节睡眠的更广泛系统的一部分。当与冷回路平行运行的热回路激活时，促进午间睡眠的目标细胞会停留更长时间。这导致了中午睡眠时间的增加，从而使苍蝇远离一天中最热的部分。

这项研究是由一项为期10年的计划促成的，该计划绘制了第一张完整的动物(一只苍蝇)神经连接图，称为连接体。有了连接体，研究人员就可以进入一个计算机系统，该系统可以告诉他们果蝇每只大约10万个脑细胞的所有可能的大脑连接。然而，即使有了这个极其详细的路线图，研究人员仍然需要弄清楚大脑中的信息是如何从A点到b点的。这篇论文有助于填补这一空白。

对加利奥来说，冷热温度下的不同回路是有意义的，因为“冷热温度对生理和行为有非常不同的影响，”他说。这种分离也可能反映了基于地球冷热循环的进化过程。例如，大脑睡眠中心可能是由特定的感觉电路直接针对人类的可能性，现在可以基于这项工作进行研究。

找出热、冷回路的共同目标

接下来，加利奥的团队希望找出冷回路和热回路的共同目标，以发现它们是如何影响睡眠的。

该论文的第一作者、加里奥实验室的博士后研究员迈克尔·阿尔珀特(Michael Alpert)说:“我们发现了一个神经元，它可能是冷热温度对果蝇睡眠和活动影响的整合位点。”“这将是有趣的后续研究的开始。”

加利奥补充说，该团队有兴趣研究温度对行为和生理的长期影响，以了解全球变暖的影响，研究物种如何适应变化。

“人们可能会在大热天选择午睡，在世界上的一些地方，这是一种文化规范，但你会选择什么?你的大脑里已经设定了什么?”不负责任的人说。“当然，这不是苍蝇的文化，所以实际上可能有一个非常强大的潜在生物机制，在人类中被忽视了。”

这篇论文的标题是“高温的温度计电路调整果蝇的行为以适应持续的高温。”Gallio实验室的工作得到了美国国立卫生研究院(授予R01NS086859和R21EY031849)、皮尤生物医学学者计划和麦克奈特神经科学技术创新奖的支持。全西北队包括加里奥，阿尔珀特，哈明吉尔和阿莱西亚帕拉。