失眠障碍情绪加工异常的神经机制：REM睡眠β功率与额叶皮层激活的关联研究

《BMC Medicine》：Impaired emotional processing in insomnia: REM sleep beta power and frontal cortex activation

本研究针对失眠障碍(ID)患者情绪失调的神经机制展开探索，结合便携式单通道脑电图(EEG)与任务态功能磁共振成像(fMRI)，发现ID患者在处理快乐面孔时右侧内侧眶额皮层(mOFC)等脑区激活增强，且该激活与快速眼动(REM)睡眠期β功率呈负相关。研究首次揭示了睡眠相关的高觉醒状态与日间情绪加工神经活动之间的关联，为理解ID的情绪失调提供了新的神经生理学视角。

　　

失眠障碍是最常见的睡眠障碍之一，全球约三分之一的人口曾经历失眠症状，近10%符合失眠障碍的诊断标准。这种疾病不仅表现为夜间入睡困难、睡眠维持障碍和早醒等症状，还伴随着日间功能损害，如疲劳、情绪不稳和记忆减退。更令人担忧的是，失眠障碍患者常常在社交互动中遇到困难，情绪调节能力下降，对情感信息的神经处理效率低下。尽管睡眠剥夺对情绪加工的影响已有较多研究，但对慢性失眠患者情绪面孔处理的神经机制了解仍十分有限。

以往研究多聚焦于失眠患者的静息态脑功能连接异常，发现眶额皮层等情绪相关脑区的自发活动降低，且与失眠持续时间相关。然而，任务态fMRI能够直接捕捉情绪加工过程中的神经活动模式，这方面的研究相对缺乏。高觉醒理论认为，失眠是一种24小时的高觉醒障碍，睡眠脑电图中的β频段功率升高是皮质高觉醒的生物标志。尤其值得注意的是，REM睡眠阶段对情绪记忆的巩固和调节具有重要作用，但REM睡眠期间的β活动与失眠患者日间情绪加工的神经活动之间的关系尚不明确。

为解决这一科学问题，Wang等人在《BMC Medicine》发表了题为"Impaired emotional processing in insomnia: REM sleep beta power and frontal cortex activation"的研究。该研究通过结合家庭环境下整夜便携式单通道EEG记录和实验室内的任务态fMRI扫描，探讨了失眠障碍患者情绪加工的神经基础及其与睡眠生物标志物的关联。

研究人员采用了多模态技术方法：通过便携式单通道EEG设备(UMindSleep)在家中进行整夜睡眠监测，计算REM睡眠期的β功率(20-30 Hz)；使用3T fMRI扫描仪采集情绪匹配任务下的脑活动数据，任务要求被试从三个面部表情中选择与目标表情匹配的选项；采用SPM12进行fMRI数据预处理和统计分析，以中性面孔为基线，比较快乐和悲伤面孔处理的脑激活差异；统计分析包括组间比较和偏相关分析，控制抑郁和焦虑症状的影响。

行为结果显示，无论情绪效价如何，失眠障碍组的平均反应时显著长于健康对照组，但两组在任务准确率上没有显著差异。这一结果表明ID患者存在情绪面孔识别的速度缺陷，可能反映了警觉性下降或认知资源不足。

fMRI结果发现组别与任务条件的显著交互作用。进一步分析表明，在快乐面孔条件下，ID组比HC组在右侧颞上回(STG)、内侧眶额皮层(mOFC)、枕上回(SOG)、中央前回(PreCg)和左侧旁中央小叶(PCL)等脑区表现出更强的激活。而在悲伤面孔条件下，两组间这些脑区的激活没有显著差异。这一发现提示ID患者对积极情绪刺激可能存在异常的神经反应模式。

EEG-fMRI关联分析揭示了有趣的发现：在控制抑郁和焦虑症状后，ID组中REM睡眠β功率与右侧mOFC在快乐面孔条件下的激活呈显著负相关(r=-0.628, p=0.005)，而HC组中没有发现这种相关性。这表明夜间REM睡眠期间的高频活动与日间情绪加工脑区的功能状态存在密切联系。

研究结论表明，失眠障碍患者对积极情绪刺激的神经反应增强可能反映了情绪调节机制的改变，而REM睡眠β功率与mOFC激活的负相关关系为理解睡眠相关高觉醒如何影响情绪加工提供了初步证据。这一发现不仅深化了我们对失眠障碍情绪失调神经机制的理解，也为开发针对睡眠-情绪回路的新型干预策略提供了重要线索。

该研究的创新之处在于首次将便携式EEG测量的睡眠生物标志物与任务态fMRI的神经活动直接关联，为失眠障碍的情绪失调提供了多模态证据。研究结果支持高觉醒理论，并提示夜间皮质高觉醒可能通过影响情绪相关脑区的功能状态，进而导致日间情绪加工异常。这些发现对理解失眠与情绪障碍共病的机制具有重要意义，也为临床实践中同时关注睡眠质量和情绪功能的综合干预提供了理论依据。