睡眠剥夺下年轻与老年群体情绪调节网络的局部效率差异：基于任务态fMRI的图论分析

【编辑推荐】睡眠剥夺如何影响不同年龄人群的情绪调节网络？本研究首次运用图论分析46名青年（20-30岁）和39名老年（65-75岁）受试者的任务态fMRI数据，发现睡眠剥夺后情绪调节网络局部效率（LE）呈现年龄特异性改变：青年组前额叶皮层（PFC）LE普遍高于老年组，而老年组在低阶皮层及部分皮层下结构LE更高。该成果为睡眠相关情绪障碍的机制研究提供了新视角。

　　

现代社会中，睡眠问题已成为威胁身心健康的重要隐患。从夜班工人的昼夜节律紊乱到网络成瘾者的昼夜颠倒，睡眠剥夺正以多种形式侵蚀着人类健康。更令人担忧的是，睡眠障碍不仅会导致记忆力减退、判断力下降，还与情绪失控、药物成瘾复发密切相关。尤其值得注意的是，随着年龄增长，大脑经历着白质退化、皮层变薄等结构性改变，这使得老年人对睡眠剥夺的反应可能截然不同于年轻人。然而，传统研究多聚焦于睡眠剥夺对单一脑功能的影响，鲜有学者探索不同年龄群体在情绪调节网络功能连接上的差异。

正是基于这一背景，研究人员利用开放式数据库OpenfMRI（编号ds000201）中46名青年（20-30岁）和39名老年（65-75岁）受试者的任务态功能磁共振成像（fMRI）数据，首次将图论分析方法引入睡眠剥夺研究。通过定义情绪调节网络中的节点（脑区）和边（功能连接），计算局部效率（Local Efficiency, LE）这一关键网络指标，系统比较了不同年龄群体在三种情绪任务下的神经响应差异。相关成果发表在《Sleep Medicine》杂志，为理解睡眠剥夺的年龄特异性神经机制提供了重要证据。

研究主要采用任务态fMRI结合图论分析技术。首先通过标准化流程获取情绪任务下的脑活动数据，经预处理后构建功能连接网络。运用复发图（recurrence plots）量化局部效率，重点分析前额叶皮层（PFC）等情绪调节核心脑区的网络特性。统计比较采用显著性阈值P<0.05，确保结果可靠性。

【方法】
研究流程涵盖任务设计、数据采集、预处理、网络构建和统计分析等关键环节。通过精确定义情绪调节网络的节点与边，建立功能连接矩阵，为后续局部效率计算奠定基础。

【结果】
睡眠 deprivation显著改变两个年龄组的情绪调节网络特性。青年组在多数脑区（尤其PFC）表现出更高的局部效率，而老年组则在部分低阶皮层和皮层下结构呈现优势。这种分化模式在三种情绪任务中均具有统计学意义（P<0.05）。

【讨论】
研究发现揭示了睡眠剥夺对情绪网络的年龄特异性影响：青年依赖前额叶的高阶调控，而老年人可能更多动用进化上更古老的脑区进行代偿。这种差异既反映了PFC等晚发育脑区对睡眠剥夺的敏感性，也暗示老年大脑的功能重组策略。

【结论】
该研究证实睡眠剥夺会通过不同神经通路影响青年和老年人的情绪调节，为开发年龄特异性的睡眠障碍干预方案提供了理论依据。未来研究可进一步探索这些发现与情绪障碍治疗的相关性。

研究团队特别致谢斯德哥尔摩睡眠脑计划（Stockholm Sleepy Brain Project）的数据共享。作者Rassoul Amirfattahi、Sanaz Nasiri等人在论文中声明无利益冲突，所有分析均遵循开放式数据库的伦理规范。这项开创性工作不仅拓展了图论在神经影像学的应用范畴，更为理解睡眠-情绪-年龄三者交互作用开辟了新思路。