Nat Commun | 为何梦境总在关键时刻醒来？复旦张嘉漪/颜彪揭示REM 睡眠终止的动眼神经核胆碱能环路

你有没有过在梦境最关键的时刻突然醒来的经历？快速眼动（REM）睡眠是做梦最集中的睡眠阶段，伴随特征性的眼球运动，长期以来仅被当作睡眠状态的伴随标记。

REM 睡眠如何平稳终止并切换到觉醒状态，眼球运动在其中承担怎样的角色，始终没有明确的环路层面答案。

2026年6月24日，复旦大学脑科学研究院张嘉漪、颜彪团队在《Nature Communications》上发表研究《Parallel cholinergic circuit in oculomotor nucleus to control eye movements and REM sleep》。

本研究在小鼠中发现动眼神经核（nIII）内的胆碱能神经元存在两个功能分离的亚群，分别通过投射至眼外肌调控眼球运动、投射至腹外侧导水管周围灰质调控 REM 睡眠终止；上游蝴蝶核（NP）的谷氨酸能与 GABA 能神经元分别支配这两条通路，共同构成了 REM 睡眠期眼球运动与状态切换并行调控的微环路。

nIII 胆碱能神经元活性与 REM 睡眠 - 觉醒转换高度相关

nIII：动眼神经核（oculomotor nucleus），位于中脑，传统上被认为是纯粹的运动核团，支配眼外肌控制眼球运动。

研究首先证实，小鼠 nIII 内约 82% 的神经元为胆碱能神经元。

这类神经元在 REM 睡眠期整体活性最高，且活性在 REM 向觉醒转换前进行性升高，该特征不依赖眼球运动发生。沉默 nIII 胆碱能神经元会显著延长 REM 睡眠时长，减少 REM 向觉醒的转换次数，提示其参与 REM 睡眠的终止过程。

因此，nIII胆碱能神经元活性在REM末期进行性升高，是REM睡眠终止的关键触发信号。

nIII内存在功能独立的两类胆碱能神经元亚群

借助逆行示踪标记等技术，研究明确 nIII 内存在两类解剖与功能均分离的胆碱能神经元。

约 33% 投射至眼外肌，激活后可稳定诱发眼球运动，但不改变睡眠结构；

约 57% 投射至腹外侧导水管周围灰质（vlPAG），激活后可快速终止 REM 睡眠、促进觉醒转换，但不引发眼球运动。

两类神经元形成各自的功能网络，其中参与睡眠转换的神经元网络连接性更强。也就是说，同一核团内的神经元按下游投射分工，分别承担运动执行与睡眠调控功能。

上游蝴蝶核通过两类递质神经元实现并行调控

蝴蝶核（NP，nucleus papilio）：位于中脑的睡眠调控核团，此前功能研究较少，本研究首次揭示其作为nIII上游调控枢纽的作用。

利用狂犬病毒单突触逆行示踪、在体光遗传联合电生理记录，研究定位到上游核团蝴蝶核（NP）是两条通路的共同调控枢纽。

其中，支配眼外肌投射 nIII 亚群的 NP 神经元绝大多数表达谷氨酸能标记 Vglut2，兴奋性驱动眼球运动；支配 vlPAG 投射 nIII 亚群的 NP 神经元绝大多数表达 GABA 能标记 Vgat，抑制性调控 REM 睡眠维持。

因此，上游蝴蝶核通过谷氨酸能（→动眼）和GABA能（→唤醒）两类神经元，并行调控nIII的两条通路。

一张图看懂：动眼神经核如何一边动眼、一边催醒？

该研究系统揭示了动眼神经核内调控眼球运动与 REM 睡眠终止的并行胆碱能环路，为理解 REM 睡眠末期眼动增多、为觉醒做准备的生理意义提供了环路层面的证据。

小编寄语：

复旦团队发现，动眼神经核胆碱能神经元有两群，一群负责动眼，一群负责催醒。REM后期，催醒神经元活性逐步升高，像闹钟一样倒数，积累到阈值时，梦境就终止了。

原来我们常常卡在梦境精彩节点骤然醒来，是因为大脑神经环路提前启动觉醒预备程序的生理结果。该发现也刷新了学界对动眼神经核功能的传统认知，为睡眠相关疾病的研究开辟了新思路。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-026-74768-5

原标题：《Nat Commun | 为何梦境总在关键时刻醒来？复旦张嘉漪/颜彪揭示REM 睡眠终止的动眼神经核胆碱能环路》

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