“眼睛一闭，一睁，一天过去了～眼睛一闭，不睁，这辈子就过去了～”从这句脍炙人口的小品台词中可见，“醒过来”是多么重要！无论是一般性的觉醒状态（即“清醒”状态），还是在某些特定刺激下保持觉醒，都为我们有意识地做出行为提供了基础。如果大脑觉醒状态的调控机制长期失调，动物的身体机能乃至生命安全都将受到严重威胁。那么，大脑是如何控制我们适时醒过来并保持清醒的呢？8月8日，神经科学领域权威期刊Neuron刊发了来自清华团队的最新研究成果。清华大学医学院生物医学工程系、清华-IDG/麦戈文脑科学研究院、清华大学脑与智能实验室、清华大学类脑计算研究中心苑克鑫课题组与清华大学医学院生物医学工程系、清华大学脑与智能实验室洪波课题组合作发现，听觉丘脑的内侧部（the medial sector of the auditory thalamus, 简称ATm）是一般性觉醒神经网络和防御性觉醒神经网络共享的重要丘脑节点。论文共同通讯作者苑克鑫教授也是2018年药明康德生命化学研究奖学者奖得主。
▲听觉丘脑冠切示意图（图片来源：研究作者提供）在先前有关连接组学的工作中，苑克鑫课题组发现，与MGBd相比，ATm除了具有接收多模态感觉输入的潜力外，还与全脑多个脑区有很强的相互投射，包括已知在内在状态（如觉醒、情绪、决策）调节中发挥重要作用的下丘脑、杏仁核、未定带和基底节等，以及被认为是皮层枢纽之一的颞叶联合皮层区。ATm的这种全脑联结模式提示其很可能是一个重要的丘脑节点，在内在状态的维持以及多模态感觉刺激诱发的内在状态切换中扮演重要角色。基于这一推测，苑克鑫课题组研究人员针对ATm的生理学特性和功能展开了研究，并与MGB、尤其是MGBv，进行了系统性比较。研究人员首先结合转基因小鼠、病毒工具、脑电/肌电记录以及光纤记录等手段，在小鼠分别处于清醒、慢波睡眠和快速眼动睡眠期时，对ATm和MGBv中的神经元群体的活动进行了刻画，发现只有ATm中的神经元活动与皮层激活是显著相关的，并且其活动水平的升高总是提前于睡眠-清醒转换的时间点出现。这些现象提示ATm神经元的活动可能对于睡眠-清醒转换（wakefulness or general arousal）的发生以及清醒状态的维持是重要的。当研究人员使用化学遗传学的方法降低了ATm神经元的活动水平后，在本应活跃的“黑夜”阶段，小鼠果然表现出了慢波睡眠显著增加，清醒显著减少。这一结果证实了研究人员的推测。相反，当使用光遗传学方法激活ATm神经元时，即使激光强度非常低，睡眠中的小鼠也会被立刻唤醒。与之形成鲜明对比的是，即使用高强度激光照射MGBv神经元，也观察不到唤醒效应。研究人员进而发现，从ATm到TeA的投射通路对于清醒状态的维持有显著贡献。
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