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研究人员为探究睡眠剥夺下认知功能的性别差异，对大鼠开展实验，发现 CSR 影响认知，且存在性别差异，意义重大。
在当今快节奏的社会中，人们的睡眠时长和质量普遍下降，这一现象尤其在新冠疫情后更为明显。睡眠不足可不是件小事，它会给大脑带来诸多麻烦，比如学习能力下降、记忆力受损，甚至还会增加患痴呆症的风险。而且，研究发现睡眠剥夺对不同性别的影响存在差异，可大多数临床前研究却忽视了这一点，这就导致相关研究和药物研发在应对女性睡眠剥夺问题时效果不佳。
为了深入了解睡眠剥夺对认知功能的影响，中国医学科学院药用植物研究所等机构的研究人员展开了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Behavioral and Brain Functions》杂志上。
研究人员采用慢性睡眠限制（CSR）诱导大鼠认知障碍，通过对比雄性和雌性 Sprague Dawley 大鼠在杠杆按压操作条件反射、信号辨别任务和消退测试这三种奖赏性操作条件反射任务中的行为表现差异，来全面评估学习和记忆的整个过程，包括获得、保持和消退。同时，研究人员聚焦于前额叶皮质（PFC）和海马体这两个在认知过程中起关键作用的脑区，探究氧化应激诱导的神经元损伤、色氨酸 - 犬尿氨酸途径的失调以及单胺神经传递的失衡。
在研究方法上，研究人员选用了 42 只八周龄的 Sprague Dawley 大鼠，将其分为雌性对照组（♀Control）、雌性 CSR 组（♀CSR）、雄性对照组（♂Control）、雄性 CSR 组（♂CSR）。利用自动旋转睡眠干扰装置进行 CSR 建模，在操作条件反射箱中进行动物行为测试。通过饮食限制、杂志训练、杠杆按压训练等一系列操作，对大鼠进行训练和测试。实验结束后，采集大鼠的生物样本，检测血清中氧化因子水平、神经递质含量以及色氨酸代谢途径相关指标。
研究结果如下：
- 训练阶段表现相似：在预训练阶段，雌性和雄性大鼠的学习表现相似，它们建立条件刺激（CS）和非条件刺激（US）关联的能力相当，都能对奖励产生相似的动机，并在信号与奖励位置之间建立联系12。
- CSR 不影响自发运动活动：14 天的 CSR 应激后，通过旷场试验（OFT）发现，CSR 没有诱导大鼠疲劳或改变其运动功能，这表明在后续的操作条件反射训练中，动物的自主活动水平是一致的34。
- 杠杆按压任务再训练差异：CSR 虽未影响动物的 CS - US 关联，但显著延长了完成杠杆按压任务再训练的时间。不过，在平均奖励潜伏期、LP/NP 比值等方面，未发现性别和处理的显著差异56。
- 信号辨别任务性别差异：在信号辨别任务中，随着实验天数增加，所有组的探索时间都显著增加。但雌性大鼠在该任务中的学习速度更快，整体表现优于雄性大鼠。而且，CSR 导致雄性大鼠杠杆按压行为异常升高，正确杠杆按压率降低，表明其辨别能力受损78。
- 消退实验性别差异：在消退实验中，CSR 阻碍了大鼠的消退过程，雌性大鼠表现出更持久的探索行为，对奖励消失信号的辨别能力低于雄性大鼠，鼻戳次数也显著高于雄性大鼠910。
- 氧化因子失衡：CSR 显著增加了血清中氧化应激标记物 SOD、MDA 和 MAO 的水平，且这种变化在雄性大鼠中更为明显1112。
- 神经递质变化：CSR 显著影响了大鼠前额叶皮质和海马体中的神经递质水平，包括血清素（5 - HT）、多巴胺（DA）和肾上腺素（Epi）。不同性别大鼠的神经递质变化存在差异，如雌性 CSR 组 5 - HT 和 DA 水平显著升高，雄性 CSR 组三种神经递质均显著升高1314。
- 色氨酸代谢途径改变：CSR 导致大鼠前额叶皮质和海马体中色氨酸代谢途径发生变化，关键代谢物水平在不同性别大鼠中存在差异，但整体趋势相似，都表明色氨酸（TRP）代谢途径异常激活1516。
研究结论和讨论部分指出，CSR 显著影响了雄性和雌性大鼠在奖赏性操作条件反射任务中的记忆和学习能力。雄性 CSR 大鼠在信号辨别任务中学习效率较低，而 CSR 损害了雌性大鼠的消退学习能力。这些结果可能与 CSR 诱导的氧化应激失衡、单胺神经递质失调以及色氨酸代谢途径异常有关。该研究为睡眠研究提供了一种具有临床相关性和转化潜力的行为研究方法，强调了进一步探索性别差异在应激反应中的重要性，为开发更有针对性和有效的性别特异性预防和干预策略奠定了科学基础。
不过，该研究也存在一些局限性。例如，研究仅使用了 Sprague - Dawley 大鼠，缺乏对其他大鼠品系的综合比较，限制了研究结果的普遍性；未对动物的条件性巴甫洛夫联想行为表型进行分类，可能影响对研究结果的解读；实验虽明确了不同实验组之间的行为和机制差异，但这些领域之间的关系仍有待进一步探索。未来研究可以考虑这些方面，以更深入地了解睡眠剥夺对认知功能的影响。
