Science：睡眠不足對(duì)大腦有什么影響

2016年08月21日訊 現(xiàn)如今，缺乏睡眠是一個(gè)相當(dāng)普遍的問題。為了揭示缺乏睡眠與晝夜節(jié)律之間的關(guān)系，Liege大學(xué)和Surrey大學(xué)的研究人員招募了33名志愿者。他們讓志愿者連續(xù)兩晚不睡，在睡眠剝奪和隨后的恢復(fù)性睡眠中掃描他們的大腦。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在Science雜志上，揭示了大腦應(yīng)答睡眠缺失的復(fù)雜機(jī)制。

研究人員對(duì)每個(gè)志愿者進(jìn)行13次大腦掃描，其中12次在睡眠剝奪階段，1次在恢復(fù)性睡眠階段。隨后，他們將掃描數(shù)據(jù)與褪黑素節(jié)律進(jìn)行對(duì)比。褪黑素是人腦晝夜節(jié)律的一種激素指標(biāo)。

研究顯示，一些大腦區(qū)域（尤其是亞皮層區(qū)域）的活性遵循24小時(shí)節(jié)律。另一些大腦區(qū)域（尤其frontal brain）的活性隨著清醒時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，不過會(huì)在恢復(fù)性睡眠之后回到睡眠剝奪前的水平。還有一些大腦區(qū)域的活性表現(xiàn)為上述兩種模式的結(jié)合。此外，掃描大腦的時(shí)間對(duì)掃描結(jié)果有很大的影響。

從人類行為上看，大腦功能同時(shí)受到清醒時(shí)間和晝夜節(jié)律的影響。在睡眠剝奪階段，大腦性能惡化與清醒時(shí)間并不是線性關(guān)系。大腦性能一般在白天保持穩(wěn)定，在晚上快速惡化，到第二天又稍有改善。

研究人員通過檢測(cè)大腦活性的功能性磁共振成像（fMRI）觀察到了這一現(xiàn)象。他們的研究指出，在大腦應(yīng)答的水平上檢測(cè)到了這一現(xiàn)象。而且研究顯示，清醒時(shí)間和晝夜節(jié)律對(duì)大腦功能有顯著影響，不過這兩個(gè)因素對(duì)各個(gè)大腦區(qū)域的影響并不相同。

頭一天晚上睡得越晚，起床的時(shí)候就越發(fā)艱難。那么，為什么熬夜會(huì)讓人昏昏欲睡呢？Johns Hopkins大學(xué)的研究人員最近解決了這個(gè)問題，相關(guān)論文發(fā)表在Cell雜志上。文章指出，如果我們硬要跟生物鐘對(duì)著干，大腦就會(huì)產(chǎn)生一種難以遏制的睡眠沖動(dòng)（sleep drive）。研究人員找到了負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)睡眠沖動(dòng)的神經(jīng)元。果蠅越長(zhǎng)時(shí)間不睡，這些神經(jīng)元就越活躍。

我們都知道，熬夜會(huì)令人頭昏腦脹反應(yīng)遲鈍。為何睡眠不足會(huì)帶來這么糟糕的體驗(yàn)?zāi)兀柯槭±砉IT的科學(xué)家們最近解開了這個(gè)謎題，相關(guān)論文發(fā)表在eLife雜志上。緩慢振蕩的腦波是深度睡眠的一大特征，也出現(xiàn)在昏迷和全身麻醉的時(shí)候，與意識(shí)喪失有關(guān)。研究人員發(fā)現(xiàn)，始于丘腦網(wǎng)狀核（TRN）的一個(gè)大腦回路能夠誘導(dǎo)這種緩慢振蕩，在其他部分保持清醒的情況下催眠局部大腦區(qū)域。如果TRN活性足夠強(qiáng)，這種腦波甚至?xí)庸苷麄€(gè)大腦。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，睡眠質(zhì)量差會(huì)加速癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，提高腫瘤的侵襲能力，抑制免疫系統(tǒng)控制和清除早期癌細(xì)胞的能力。Cancer Research雜志發(fā)表的這篇文章，首次在動(dòng)物模型中展示了片斷化睡眠對(duì)腫瘤生長(zhǎng)和侵襲能力的影響。此外，研究還為人們提供了這種影響背后的生物學(xué)機(jī)制，鑒定了癌癥治療的潛在靶標(biāo)。

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