每个健美运动员都知道这种感觉：一个深沉而恢复性的夜晚睡眠后，醒来时你会变得更强壮。每个曾被要求上床睡觉的青少年也都知道：生长发生在你睡觉的时候。但是，睡眠与生长之间这一古老联系背后的机制，几十年来一直是神经科学的一个谜。
现在，加州大学伯克利分校的研究人员已经绘制出了控制睡眠期间生长激素释放的大脑回路，揭示了一个精确的神经系统，它能增肌、燃脂，并可能增强认知。这项发表在《细胞》期刊上的发现，首次直接展示了睡眠中的大脑是如何协调身体最强大的合成代谢信号的。
“我们第一次能够看到睡眠期间大脑中实际发生的情况，是什么触发了生长激素的释放，”伯克利神经科学系的博士后研究员、该研究的主要作者丁心璐（Xinlu Ding）说。”我们正在提供一个基本的回路，以便未来在它基础上开发不同的治疗方法。”
揭示的回路
这个新绘制的系统集中在下丘脑，这是一个在进化上古老的大脑区域，掌管着从饥饿到睡眠的基本身体功能。在下丘脑内，两组神经元在激素的拉锯战中扮演着对立的力量。
产生生长激素释放激素（GHRH）的神经元刺激垂体腺将生长激素释放到血液中。第二组神经元产生生长抑素，这是一种抑制生长激素释放的激素。这两个信号之间的平衡决定了睡眠期间循环的生长激素量。
由资深作者杨丹（Yang Dan）领导的伯克利团队使用光遗传学和小鼠电极记录，实时观察这些神经元在睡眠阶段中的放电情况。他们发现的是一套动态系统，其运作方式因睡眠类型而异。
在快速眼动睡眠期间：这个阶段与生动的梦境相关：GHRH和生长抑素神经元都强烈放电。结果是生长激素的净激增。在非快速眼动睡眠期间，即主导夜间早些时候的深层慢波睡眠，生长抑素活性下降，而GHRH活性适度上升，再次推动生长激素释放上升，但通过不同的机制。
研究还确定了两个不同的生长抑素神经元群体，它们通过独立途径抑制生长激素。一组位于下丘脑弓状核，直接抑制附近的GHRH神经元。第二组位于脑室周围区，向正中隆起发送投射，正中隆起是释放激素进入血液到达垂体的脑区。
“这种细节水平很重要，因为它为我们提供了潜在疗法的多个靶点，”该研究的博士后研究员和合著者Daniel Silverman说。
唤醒你的反馈回路
也许最令人惊讶的发现是一个将生长激素与蓝斑核联系起来的反馈回路。蓝斑核是一个控制警觉、注意和认知功能的微小脑干结构。
研究人员发现，随着生长激素在睡眠期间在血液中积累，它会返回大脑并增强蓝斑核神经元的兴奋性。这有助于在充分休息后促进清醒，创建了一个优雅的自我调节循环：睡眠驱动生长激素释放，而生长激素帮助你醒来。
但这种关系是微妙平衡的。Silverman在2025年的先前研究表明，蓝斑核的过度兴奋会反常地诱导困倦。该系统阻止生长激素积累过多，起到了天然恒温器的作用。
“睡眠和生长激素形成了一个紧密平衡的系统，”Silverman说。”睡眠太少会减少生长激素释放，而生长激素过多又可能将大脑推向清醒。这种平衡对于生长、修复和代谢健康至关重要。”
为什么这很重要
其影响远不止肌肉增长。生长激素是新陈代谢的总调节器，控制着身体如何处理糖和脂肪。它刺激肝脏产生胰岛素样生长因子1（IGF-1），从而驱动肌肉中的蛋白质合成并促进脂肪分解。睡眠紊乱会削弱整个级联反应。
睡眠不良已经与肥胖风险增加约55%相关联，而生长激素紊乱可能是一个促成因素。新绘制的回路可能解释了为什么慢性睡眠剥夺与糖尿病等代谢性疾病以及心血管疾病有关。
可能还有认知方面的益处。蓝斑核是大脑中去甲肾上腺素的主要来源，去甲肾上腺素是注意力、记忆和觉醒所必需的神经递质。蓝斑核神经元的退化是帕金森病和阿尔茨海默病的共同特征。
“生长激素不仅帮助你构建肌肉和骨骼、减少脂肪组织，还可能具有认知益处，在你醒来时促进你的整体警觉水平，”丁心璐说。
生长激素系统的功能障碍与一系列疾病相关，从肢端肥大症到代谢综合征和睡眠障碍。新确定的回路可能成为恢复正常生长激素平衡的治疗靶点。
研究的局限性
该研究是在小鼠而非人类中进行的。虽然小鼠和人类共享基本的神经内分泌结构，但人类的睡眠周期更长、更复杂。将这些发现直接转化为临床治疗需要进一步的研究。该研究还集中于成年动物，留下了关于该回路在发育和衰老过程中如何运作的问题，而这两个阶段生长激素水平会自然下降。
该团队现在正在探索是否可以通过药理学或基因疗法操纵这一回路。”这个回路可能是一个新的把手，用来尝试调低蓝斑核的兴奋性，这在以前没有人谈论过，”Silverman说。
要点
科学家们第一次拥有了一个完整的神经回路，解释睡眠如何触发生长激素释放：这是一个长期以来在经验上被理解但从未在特定神经元和突触层面上绘制过的联系。这一发现开启了睡眠生物学的新篇章，在代谢健康、神经退行性疾病以及为什么睡眠能恢复身体这一根本问题上具有潜在的应用前景。
正如丁心璐所说：”我们正在提供一个基本的回路，以便未来在它基础上开发不同的治疗方法。”
婷 翻译
期刊参考： Xinlu Ding, Fuu-Jiun Hwang, Daniel Silverman, Peng Zhong, Bing Li, Chenyan Ma, Lihui Lu, Grace Jiang, Zhe Zhang, Xiaolin Huang, Xun Tu, Zhiyu Melissa Tian, Jun Ding, Yang Dan. “Neuroendocrine circuit for sleep-dependent growth hormone release.” Cell, 2025, 188(18): 4968. DOI: 10.1016/j.cell.2025.05.039.
资助： Howard Hughes Medical Institute (HHMI); Pivotal Life Sciences Chancellor’s Chair fund.
披露： 作者声明无竞争性利益冲突。