长时间觉醒下动态神经活动与警觉性损伤：静息态脑电图研究

《Biological Psychology》：Dynamic Neural Activity and Vigilance Impairment During Prolonged Wakefulness: A Resting-State EEG Study

本研究通过静息态脑电图(EEG)探究通宵觉醒期间警觉性(PVT)的动态波动规律。发现前额叶δ波相位与枕叶γ波幅的相位-振幅耦合(PAC)在02:00增强具有代偿作用，而04:00顶叶δ活动增强与警觉性骤降相关，揭示前-后脑区功能失联是警觉损伤的关键机制。

　　

¹重点发现²

³参与者⁴

通过G*Power软件估算样本量（Faul等人，2007）。采用单因素（四水平）被试内设计，需至少24名参与者才能在α=0.05水平上以80%的统计效力检测到中等效应量（f=0.25）。最终样本包含45名参与者（23名女性；年龄=21.47±2.18岁），体重指数正常（21.36±3.73 kg/m²）。

⁵PVT表现与自评报告⁶

经基线校正（22:00）后，所有PVT指标在不同时间点（00:00、02:00、04:00、06:00）均显示显著变化（平均反应时：χ²(3)=104.79，p<0.001，Kendall's W=0.776；失误次数：χ²(3)=90.45，p<0.001，Kendall's W=0.670；见表1和图4a）。事后检验表明，04:00的平均反应时和失误次数均显著高于02:00（p<0.001），而00:00与02:00之间、04:00与06:00之间均无显著差异。

⁷讨论⁸

本研究揭示了长时间觉醒期间警觉性和静息态脑电图活动的动态变化模式。警觉性在02:00前保持稳定，同时前部皮层δ波与后部皮层γ波的相位-振幅耦合增强，部分代偿了警觉性的维持。到了04:00，警觉性急剧恶化，伴随顶叶δ活动增强，这与警觉性下降相关，提示后部脑区功能崩溃。总体而言，我们的研究结果表明，长时间觉醒期间神经活动呈现动态波动，前-后脑区功能失联可能是导致警觉性表现恶化的关键因素之一。

⁹结论¹⁰

本研究证明了长时间觉醒期间警觉性和静息态脑电图活动的动态变化模式。在稳态睡眠压力积累过程中，警觉性在02:00前保持相对稳定，前部皮层δ波相位与后部皮层γ波幅之间的相位-振幅耦合增强，部分代偿了警觉性的维持。然而，到了04:00，警觉性急剧恶化，顶叶δ活动增强与警觉性下降显著相关，表明后部脑区功能崩溃。这些发现揭示了长时间觉醒期间神经活动的动态波动，并提示前-后脑区功能失联是导致警觉性表现恶化的关键因素之一。