1、纹状体D1R神经元在觉醒期高度活跃，在非快速眼动（Non-RapidEyeMovement,NREM）睡眠期安静；
2、纹状体D1R神经元的活动与前额叶皮层（PrefrontalCortex,PFC）和背内侧丘脑（MediodorsalThalamus,MD）神经元高度同步；
3、纹状体D1R神经元通过下游的苍白球内侧部（EntopeduncularNucleus,EP）和黑质网状部（SubstantiaNigraparsreticulata,SNr）神经元控制觉醒。
研究结果分析
1.激活纹状体D1R神经元能够诱导小鼠从NREM睡眠到清醒状态的瞬时转变
为了研究纹状体D1R神经元对睡眠状态的控制作用，研究者用到了D1-ChR2-YFP小鼠，用于进行光遗传刺激，同时结合在体脑电肌电记录睡眠-觉醒状态。在小鼠NREM睡眠期间，光遗传激活D1R神经元的可诱导小鼠立即从NREM睡眠过渡到清醒状态（皮质Delta波活动和肌肉张力的出现快速变化）。光刺激纹状体D1R神经元降低脑电Delta波功率，增加肌电均方根值（RootMeanSquare,RMS）。在激发后60s内，从NREM睡眠到觉醒的概率迅速增加；从NREM睡眠到觉醒的潜伏期呈现刺激频率依赖性的缩短。D1-ChR2-YFP小鼠在1、5、10、20或30Hz持续10s的光刺激下，从NREM睡眠到觉醒的潜伏期分别比对照组小鼠缩短20.3%、37.7%、64.2%、79.4%和84.9%。值得注意的是，大脑状态的反应对NREM睡眠具有选择性，在REM睡眠中激活纹状体D1R神经元对大脑状态没有影响。综上所述，激活纹状体D1R神经元可诱导小鼠从NREM睡眠立即过渡到清醒状态。
2.纹状体D1R神经元在自发清醒和对外界刺激反应时活跃
为了评估自由移动小鼠在自发睡眠-觉醒状态下纹状体D1R神经元的群体活动，研究者利用光纤记录系统记录了纹状体D1R神经元的钙信号，利用脑电肌电记录系统分析小鼠的睡眠-觉醒状态。纹状体D1R神经元钙信号在小鼠清醒时比REM或NREM时更强。值得注意的是，纹状体D1R神经元在NREM到觉醒过渡之前活动开始增加，而在觉醒到NREM过渡之前活动减少。相比之下，纹状体D1R神经元在从NREM睡眠到REM睡眠或从REM睡眠到觉醒期间的钙活动没有显著差异。这些研究结果表明，纹状体D1R神经元在从NREM睡眠到清醒的过渡期间活动增加，并且在自发清醒时最活跃。
为了研究纹状体D1R神经元对外界刺激的反应动态，研究者记录了不同显著性刺激下小鼠纹状体D1R神经元的钙信号。在NREM睡眠或清醒状态时，给予70db、24khz、持续5s的声音刺激。在NREM睡眠期间，给予声音刺激，纹状体D1R神经元的活动立即增加，小鼠立即从NREM睡眠转到清醒。在清醒时，给予声音刺激会进一步增加纹状体D1R神经元的活动。其它刺激，比如足底电击、吹气等也会导致纹状体D1R神经元活性增加。这些结果表明，纹状体D1R神经元不仅在自发清醒时被激活，而且在唤醒刺激时也会被激活。
3.纹状体D1R神经元与PFC和MD神经元在自发睡眠-觉醒周期中的活动高度同步，并受到它们的调节
背侧纹状体接受来自黑质下致密部（SubstantiaNigraparscompacta,SNc）的多巴胺能神经传入，以及大脑皮层和丘脑的谷氨酸能神经传入，但是GABA能的神经传入很少被记录。研究者随后探讨了对背侧纹状体有神经投射的区域是否也与参与了睡眠-觉醒的转换。利用光纤记录系统，研究者记录了小鼠SNc、PFC、和MD在大脑不同状态时的钙活动。与纹状体D1R神经元活动相似，PFC和MD神经元在清醒时比NREM睡眠时表现出更高的钙信号。PFC/MD中谷氨酸能神经元和SNc中多巴胺能神经元在NREM睡眠到觉醒过渡后活动增加，在觉醒到NREM睡眠过渡后活动降低。
为了明确地靶向支配背侧纹状体的神经元，研究者采用病毒逆行示踪方法来标记这些对背侧纹状体发出投射的神经元。这些投射到纹状体的皮层和丘脑神经元在NREM睡眠到觉醒过渡期间活动增加，而在觉醒到NREM睡眠的过渡期间活动则减少。并且这些特异性的PFC-纹状体或MD-纹状体投射神经元的活动比PFC或MD神经元活动下降的更快。PFC和MD神经元存在许多细胞类型，并支配许多下游核团。这些活动下降率的差异可能归因投射到纹状体的神经元只是PFC和MD神经元的一个亚型。此外，在睡眠或清醒时给予听觉刺激、足底电击或者吹气刺激，PFC和MD神经元的活动也会增强。这些结果表明，纹状体D1R神经元的活动受到来自PFC和MD兴奋性传入的影响。
4.激活皮质-纹状体、丘脑-纹状体和黑质-纹状体的神经投射均能诱发觉醒
为了研究PFC、MD和SNc对的背侧纹状体神经传入各自在清醒转变中的贡献。研究者利用光遗传技术分别激活PFC、MD和SNc神经元在背侧纹状体的末梢。对末梢进行激活均降低了脑电波Delta功率，并增加了肌电强度和清醒的概率。激活背侧纹状体中PFC或MD神经元末梢导致小鼠从NREM睡眠到觉醒的过渡潜伏期缩短，且呈刺激频率依赖性。在1、5、10、20和30Hz的光刺激下，激活纹状体中PFC神经元末梢小鼠从NREM睡眠到觉醒的潜伏期分别缩短了32%、55%、88%、90%和98%。在1、5、10、20和30Hz的光刺激下，激活纹状体中MD神经元末梢小鼠从NREM睡眠到觉醒的潜伏期分别缩短了16.8%、33.3%、78.7%、80.4%和66.7%。激活纹状体中SNc神经元末梢小鼠从NREM睡眠到觉醒转变的潜伏期减少，但是没有刺激频率依赖性。接下来，研究者分析了每个投射的唤醒促进效果。皮质-纹状体投射的唤醒促进作用最强，黑质-纹状体投射的唤醒促进作用最弱。总之，激活皮质-纹状体、丘脑-纹状体或黑质-纹状体的投射足以引起觉醒。
5.纹状体D1R神经元通过下游的EP和SNr区域控制觉醒
为了阐明纹状体D1R神经元下游脑区在调控觉醒的作用，研究者在纹状体中条件性表达了光通道蛋白ChR2，并在纹状体的下游区域EP或SNr分别埋入光纤。在NREM睡眠期间，激活EP或SNr中纹状体末梢导致脑电波Delta功率降低，肌电张力增加。激活纹状体-EP投射或纹状体-SNr投射均会增加了觉醒的概率，并降低了NREM睡眠到觉醒的潜伏期。这些结果表明，光遗传激活源自纹状体D1R神经元的纹状体-EP投射或纹状体-SNr投射均能引起觉醒的。