睡眠不足对大脑有什么影响
2016/10/26 医学界神经病学频道

     熬夜后昏昏欲睡,你知道是为什么吗?

     来源:生物探索

     现如今,缺乏睡眠是一个相当普遍的问题。上夜班、倒时差、睡眠障碍和衰老都会影响我们的睡眠时间,而睡眠不足会导致健康情况恶化。在熬夜的时候,我们大脑的认知能力也会快速大幅下降。

     为了揭示缺乏睡眠与昼夜节律之间的关系,Liege大学和Surrey大学的研究人员招募了33名志愿者。他们让志愿者连续两晚不睡,在睡眠剥夺和随后的恢复性睡眠中扫描他们的大脑。这项研究最近发表在Science杂志上,揭示了大脑应答睡眠缺失的复杂机制。

     研究人员对每个志愿者进行13次大脑扫描,其中12次在睡眠剥夺阶段,1次在恢复性睡眠阶段。随后,他们将扫描数据与褪黑素节律进行对比。褪黑素是人脑昼夜节律的一种激素指标。

     研究显示,一些大脑区域(尤其是亚皮层区域)的活性遵循24小时节律。另一些大脑区域(尤其frontal brain)的活性随着清醒时间的延长而降低,不过会在恢复性睡眠之后回到睡眠剥夺前的水平。还有一些大脑区域的活性表现为上述两种模式的结合。此外,扫描大脑的时间对扫描结果有很大的影响。

     从人类行为上看,大脑功能同时受到清醒时间和昼夜节律的影响。在睡眠剥夺阶段,大脑性能恶化与清醒时间并不是线性关系。大脑性能一般在白天保持稳定,在晚上快速恶化,到第二天又稍有改善。

     研究人员通过检测大脑活性的功能性磁共振成像(fMRI)观察到了这一现象。他们的研究指出,在大脑应答的水平上检测到了这一现象。而且研究显示,清醒时间和昼夜节律对大脑功能有显著影响,不过这两个因素对各个大脑区域的影响并不相同。

     头一天晚上睡得越晚,起床的时候就越发艰难。那么,为什么熬夜会让人昏昏欲睡呢?

     Johns Hopkins大学的研究人员最近解决了这个问题,相关论文发表在Cell杂志上。文章指出,如果我们硬要跟生物钟对着干,大脑就会产生一种难以遏制的睡眠冲动(sleep drive)。研究人员找到了负责调节睡眠冲动的神经元。果蝇越长时间不睡,这些神经元就越活跃。

     我们都知道,熬夜会令人头昏脑胀反应迟钝。为何睡眠不足会带来这么糟糕的体验呢?麻省理工MIT的科学家们最近解开了这个谜题,相关论文发表在eLife杂志上。缓慢振荡的脑波是深度睡眠的一大特征,也出现在昏迷和全身麻醉的时候,与意识丧失有关。研究人员发现,始于丘脑网状核(TRN)的一个大脑回路能够诱导这种缓慢振荡,在其他部分保持清醒的情况下催眠局部大脑区域。如果TRN活性足够强,这种脑波甚至会接管整个大脑。

     科学家们还发现,睡眠质量差会加速癌细胞的生长,提高肿瘤的侵袭能力,抑制免疫系统控制和清除早期癌细胞的能力。Cancer Research杂志发表的这篇文章,首次在动物模型中展示了片断化睡眠对肿瘤生长和侵袭能力的影响。此外,研究还为人们提供了这种影响背后的生物学机制,鉴定了癌症治疗的潜在靶标。

     参考文献:

     Local modulation of human brain responses by circadian rhythmicity and sleep debt

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