科学家在大脑皮层中发现一种稀有神经元，它们仅占皮层细胞的千分之一，却能主动触发慢波睡眠，打破了睡眠仅由皮层下控制的传统认知。
长期以来，睡眠研究一直认为大脑皮层只是被动响应者，真正的睡眠指令来自于大脑深处的皮层下区域。人们虽然能在皮层观察到深度睡眠的慢波节律，却普遍认为启动这些节律的信号源于其他地方。纽约爱因斯坦医学院的神经科学家Geoffrey Terral和Renata Batista-Brito发现了一群特殊的皮层细胞，打破了这一传统认知。
这群细胞被称为Sst-Chodl神经元，属于抑制性神经元的一种。在脑皮层中，抑制性神经元约占总数的20%，而Sst-Chodl细胞仅占抑制性神经元的1%，这意味着它们在整个大脑皮层中的比例只有大约千分之一。由于数量极其稀少，想要单独标记并研究它们非常困难。单靠单一基因无法精准定位这些细胞，Batista-Brito团队花费数年时间，才开发出同时识别两种基因的精准标记技术。
尽管数量稀少，这些神经元的形态却十分独特。绝大多数抑制性神经元只负责影响周围的小块区域，而Sst-Chodl细胞却拥有极其庞大的树状分支。它们的细胞体虽然位于视觉皮层，但延伸出的轴突却能覆盖整个视觉皮层，并进一步联通负责触觉、听觉、空间记忆、导航以及自主运动的脑区。简单来说，它们接收精准的局部信号，随后将信息广播至全脑。
在对小鼠的观察中，研究人员发现，在111个被监测的Sst-Chodl细胞中，有95个在慢波睡眠和安静清醒状态下高度活跃，而在小鼠奔跑或进入快速眼动睡眠时则保持沉默。在深度睡眠的节律交替中，当其他神经元的活动开始减弱时，Sst-Chodl细胞的活跃度反而显著上升。
为了验证其功能，研究团队采用光遗传学技术激活了视觉皮层中的Sst-Chodl细胞。实验结果令人吃惊，激活这些细胞大幅增强了代表深度恢复性睡眠的德尔塔脑波，能有效调控远至2毫米外的神经元活动，影响甚至波及前额叶运动区。它们并不明显改变整体细胞的放电频率，而是重新协调了全脑神经元的同步放电时机。无论研究人员给予何种频率的刺激，这些细胞都会按照其内在固有的节律引导大脑活动。
在行为实验中，激活这部分细胞能直接促使小鼠入睡。在自由活动的小鼠大脑中激活这些细胞，小鼠的慢波睡眠和快速眼动睡眠均有增加，入睡所需时间明显缩短。即便是在夜行性小鼠原本最为活跃的夜间，激活这些细胞也能让小鼠进入睡眠状态。
SRI国际神经科学中心的Thomas Kilduff提出，这群神经元可能是大脑皮层中感知睡眠压力的传感器。所谓睡眠压力，就是随着清醒时间延长而不断累积的疲劳感。在剥夺睡眠后，这群细胞也是皮层中最活跃的细胞。
从蝾螈到人类，Sst-Chodl细胞在进化过程中被高度保留。这一发现不仅重新定义了大脑皮层在睡眠控制中的作用，也为理解与治疗多种精神疾病中的睡眠障碍提供了全新切入点。目前，研究人员正在继续探索究竟是什么信号触发了这群神经元，以及它们如何精准调控睡眠节律。
原文：https://arstechnica.com/science/2026/09/finding-the-cells-that-put-our-brain-to-sleep/