ドーパミン作動性遺伝子の機能的多型は、睡眠不足の神経障害および神経生理学的結果を調節する

睡眠不足は認知的性能を損ない、覚醒と睡眠の脳の活性化を確実に変化させます。それにもかかわらず、長時間の覚醒の分子調節因子はあまり理解されていません。遺伝的、行動的、薬理学的、イメージング研究からの証拠は、ドーパミン作動性シグナル伝達が睡眠喪失の行動および脳波（EEG）の結果に寄与することを示唆していますが、その直接的な人間の証拠は欠落しています。ドーパミン神経伝達が、長時間の覚醒中のEEG力の持続的な注意と進化を調節するかどうかをテストしました。ここでは、64〜82人の健康なボランティアでの40時間の覚醒時の精神運動性のパフォーマンスと標準化されたWaking EEG発振における、ドーパミン輸送体（DAT1）およびドーパミンD2受容体（DRD2）遺伝子における機能的遺伝的変異の効果を研究しました。睡眠不足は一貫して眠気、目覚めているEEGにおける眠気、注意の失効、シータとアルファのパワー比（TAR）を強化しました。重要なことに、DAT1およびDRD2の遺伝子型は、逆U字型の関係によると、主観的な眠気、PVTの眠気、PVTラップス、TARの睡眠誘発性の変化を明確に調整しました。一緒に、データは、DAT1およびDRD2の発現の遺伝的に決定された違いが睡眠不足の機能的結果を調節し、線条体視床皮質ドーパミン作動性経路が神経ハビオールおよび神経生理学的結果をヒトの睡眠損失の神経生理学的結果を調節するという仮説を支持することを示唆しています。

Sleep deprivation impairs cognitive performance and reliably alters brain activation in wakefulness and sleep. Nevertheless, the molecular regulators of prolonged wakefulness remain poorly understood. Evidence from genetic, behavioral, pharmacologic and imaging studies suggest that dopaminergic signaling contributes to the behavioral and electroencephalographic (EEG) consequences of sleep loss, although direct human evidence thereof is missing. We tested whether dopamine neurotransmission regulate sustained attention and evolution of EEG power during prolonged wakefulness. Here, we studied the effects of functional genetic variation in the dopamine transporter (DAT1) and the dopamine D2 receptor (DRD2) genes, on psychomotor performance and standardized waking EEG oscillations during 40 hours of wakefulness in 64 to 82 healthy volunteers. Sleep deprivation consistently enhanced sleepiness, lapses of attention and the theta-to-alpha power ratio (TAR) in the waking EEG. Importantly, DAT1 and DRD2 genotypes distinctly modulated sleep loss-induced changes in subjective sleepiness, PVT lapses and TAR, according to inverted U-shaped relationships. Together, the data suggest that genetically determined differences in DAT1 and DRD2 expression modulate functional consequences of sleep deprivation, supporting the hypothesis that striato-thalamo-cortical dopaminergic pathways modulate the neurobehavioral and neurophysiological consequences of sleep loss in humans.