综述：夜间人造光及夜班工作对大脑功能与代谢的影响

本综述深入探讨夜间人造光（ALAN）与夜班工作（NSW）作为现代社会中时间生物学紊乱（chronodisruption）的典型代表，系统阐述了其通过干扰内分泌（如糖皮质激素、褪黑素）及神经机制，对睡眠、认知功能、代谢（如肥胖、2型糖尿病）及心血管健康产生的多重负面影响，并强调了ALAN对生物多样性的危害，为相关健康风险防控提供了重要理论依据。

　　

1. 时间生物学紊乱与夜间人造光及夜班工作

昼夜节律紊乱，或称生物钟失调，是现代社会中一个日益突出的问题，其可导致显著的睡眠和健康问题，并增加慢性疾病风险。本综述重点讨论了两种典型例子：夜间人造光（ALAN）和夜班工作（NSW）。ALAN被视为一种真实存在的污染物，影响全球至少80%的人口，扰乱了野生动物、植物和海洋生物依赖于自然光周期的生理、生物和行为过程。在人类中，夜间使用发光屏幕（包括智能手机）加剧了ALAN暴露，其对身心的长远影响尚难预料。多项关于NSW的研究报告了其与睡眠障碍、癌症、心血管疾病、2型糖尿病、肥胖和抑郁的风险增加相关。然而，研究结果存在不一致甚至争议，这可能与夜班期间的光照强度、班次安排标准或职业医学服务质量的差异有关。

1.1. 昼夜节律系统的基础

生物体进化出了自我维持的生物钟（ circadian clocks），使其能够预测节律性变化并相应地调整其行为与生理。哺乳动物昼夜节律系统的核心是位于下丘脑视交叉上核（SCN）的中枢起搏器，它通过神经和（神经）内分泌输出通路将信息传递到大脑和身体的次级振荡器。SCN的活动受多种输入通路控制，其中最重要的是提供环境光照条件（光周期）信息的视网膜下丘脑束。它控制着大脑和身体功能的日常节律，包括睡眠/觉醒周期、内分泌节律以及核心体温、解毒、代谢和心血管功能的节律。季节性节律也受昼夜节律系统控制。

在细胞层面，SCN和次级振荡器包含一个由时钟基因（clock genes）的自我维持的转录/翻译反馈环组成的分子钟工作机制，它调控着节律性基因表达。这些分子钟驱动着节律性转录以及翻译后和表观遗传修饰，约43%的所有编码基因和约1000个非编码RNA显示出昼夜节律。因为它们自我维持，这些节律在体外也以大约24小时的周期长度振荡（因此是昼夜节律）。然而，SCN以外的大多数昼夜节律振荡器在体外经过几个周期后就会停止其节律，这强调了SCN节律性输出信号的重要性。此外，删除核心时钟基因Bmal1与生存能力、生理、认知和形态（包括大脑和视网膜）的严重改变有关，这突显了时钟基因对于维持节律性过程的重要性，并表明时间生物学紊乱会影响大脑的结构和功能以及光输入大脑。

SCN通过神经通路和神经内分泌信号（如SCN衍生的AVP）控制大脑中的次级振荡器。身体中的次级振荡器由自主神经系统和内分泌通路控制。褪黑素（melatonin），也称为“黑暗激素”，和糖皮质激素（glucocorticoids），也称为“应激激素”，是大脑和身体中昼夜节律振荡器的重要节律性信号。在夜行性动物和人类中，褪黑素水平随着黑暗开始而升高，而糖皮质激素水平在睡眠阶段的后期增加，并在觉醒前后达到峰值。

褪黑素由松果体在SCN通过交感神经系统的控制下产生。它通过G蛋白偶联的褪黑素受体1（MT₁）和2（MT₂）反馈到SCN，调节SCN节律的振幅和相位。褪黑素使从属于SCN的昼夜节律振荡器同步化，并驱动垂体结节部时钟基因的节律性表达。这在褪黑素解码黑夜长度以控制季节性节律的背景下尤为重要。褪黑素涉及血压调节、免疫功能、海马突触可塑性和记忆过程，已被提议作为一种抗氧化剂，并显示可改善葡萄糖和脂质代谢、调节能量平衡、减轻神经退行性过程以及抑郁和焦虑行为。在人类和其他昼行性动物中，褪黑素具有诱导睡眠的能力，因为它似乎通过降低从醒到睡的转换阈值来调节睡眠 onset。外源性褪黑素的给药影响人类睡眠的主要特征，即睡眠潜伏期、睡眠巩固、慢波、睡眠纺锤波和REM睡眠。由母亲产生并通过胎盘或乳汁释放的褪黑素，在产前和早期产后发育期间，当后代昼夜节律系统的组成部分尚未完全成熟时，也代表了一个重要的全身性时间线索。重要的是，ALAN通过诱导褪黑素合成中的限速酶快速减少来抑制褪黑素分泌。

肾上腺皮质中的糖皮质激素生产受下丘脑-垂体-肾上腺轴的控制。此外，交感神经系统参与在慢性应激后增强糖皮质激素生产。糖皮质激素在能量稳态中扮演重要角色，昼夜节律可能主要用于预测与觉醒相关的能量需求增加，但对于从属于SCN的昼夜节律振荡器的节律性功能也至关重要。它们与生活方式疾病如II型糖尿病和肥胖的发病机制有关，时间生物学紊乱可能在其中扮演关键角色。糖皮质激素在免疫反应、心血管和生殖功能中也至关重要。此外，糖皮质激素在海马的结构突触可塑性中扮演重要角色，应激诱导的较高糖皮质激素水平会损害空间学习。ALAN通过SCN和交感神经系统的参与改变糖皮质激素水平，从而对海马依赖的认知功能产生负面影响。自1948年以来，合成糖皮质激素已被用于治疗免疫相关疾病。其在各种生理系统中的广泛作用也解释了内源性或外源性糖皮质激素过量的多种不良副作用。

褪黑素和糖皮质激素在调节和效应方面有许多相似之处。它们似乎也在昼夜节律失调和应激方面相互作用。在人类中，夜间体育活动可导致皮质醇增加，这先于褪黑素的减少，表明皮质醇和褪黑素在应对身体应激反应中存在时间关系。

1.2. 光对哺乳动物昼夜节律系统的作用

地球上的生命是在节律性环境变化（如24小时的光暗循环）下进化而来的，关于环境光照条件（光周期）的信息是使SCN中的内源性昼夜节律起搏器与24小时环境节律同步（entrain）的最重要环境刺激。

向处理非视觉光信息的大脑区域（包括SCN）的光输入是由一组本质上光敏感的视网膜神经节细胞（ipRGCs）提供的。这些细胞不仅整合来自视杆和视锥细胞的光信息，它们还含有一种内在的光色素，视黑质（melanopsin）。ipRGCs使用谷氨酸作为神经递质，并结合PACAP等神经肽。

对于SCN，光信息用于调整内源性周期长度和相位以适应外部时间，这一过程称为光授时（photoentrainment）。昼夜节律时钟在光授时中对光信息的解释或“门控”中扮演重要角色。在白天，光是预期的，并不影响SCN产生的节律的相位。然而，在夜间，特别是在夜晚的开始和结束时，光被解释为一个错误信号，导致在分子、细胞和系统层面对昼夜节律进行相位移动。在自然环境中，这种光授时确保了对季节变化的光照条件的适应。在人类中，相位调整在夏令时变更和 jet lag 中尤为明显，通常需要几天时间让昼夜节律时钟适应新的时间。

从SCN传递到大脑关键神经内分泌结构的光周期信号对于生理过程适应季节也很重要。

在人类中，较短的白昼，即减少的阳光，似乎与冬季发作的季节性情感障碍（wSAD）有关，这是一种在冬季发生的抑郁症，可以通过用明亮的人造光延长光周期来缓解。在冬季，较短的白昼和减少的阳光被认为通过抑制昼夜节律（如睡眠觉醒节律）并引发较高水平的睡眠相关激素褪黑素以及较低水平的血清素（一种在情绪、行为、认知功能以及抑郁的发生和进展中起重要作用的神经递质）来影响人类情绪。冬季较低的阳光暴露也与人类昼夜节律系统对冬季ALAN的更高光敏感性有关。

非视觉光信息不仅提供给SCN，还直接或间接地提供给许多其他大脑区域。因此，光可以在多个层面上影响行为和生理。在夜行性物种（如实验室广泛使用的模型动物小鼠）中，光对行为具有相反的效果，这取决于照度，这被称为掩蔽（masking）。在弱光下，与完全黑暗相比，活动增加，这被称为正掩蔽。相反，亮光抑制活动，这被称为负掩蔽。夜行性动物也更喜欢黑暗或光线昏暗的区域，而不是明亮的区域。这种厌光性足够强烈，可以抵消探索新环境的自然倾向。相反，在昼行性物种中，光促进警觉性和警惕性。

几个与SCN的起搏器功能相关的大脑区域接收来自ipRGCs的额外直接输入，例如膝状体间小叶，它向SCN提供反馈；下丘脑室旁核区，它在节律性体温、睡眠和运动活动中起作用；以及腹外侧视前区和外侧下丘脑，它们对睡眠和觉醒的调节很重要。IpRGCs还控制瞳孔对光反射，并且似乎介导光对海马长时程增强和海马依赖性学习的影响，但这似乎与SCN的昼夜节律起搏器功能无关。

此外，不依赖于SCN的ipRGCs投射，靶向内侧杏仁核和缰周区，它们分别参与焦虑和情感行为。缰周区是背侧丘脑的一个核团，与腹内侧前额叶皮层（vmPFC）以及背内侧纹状体和伏隔核相连。小鼠ipRGC信号传导的丧失导致vmPFC中的树突退化、突触可塑性相关基因的失调和神经元活动减少，从而损害了调节情绪的能力。目前尚不清楚ipRGC依赖的光对情感行为、情绪和情感的影响是否在人类精神障碍中也起作用。

Schroder等人的研究表明，光/暗循环而非节律性运动活动调节海马的学习和记忆以及突触可塑性。

1.3. 夜间人造光（ALAN）的有害影响

1.3.1. 人类

在现代社会中，天然光源（如日光和月光）的使用日益减少，而人造光源的使用不断增加。由于室内的照明条件和街道照明，现代社会中的人们在白天经历的照度（400–600 lx）显著低于日光（～100,000 lx），而在傍晚/夜间经历的照度（100–300 lx）显著高于月光（0.1–0.3 lx）。由于城市化，特别是高效且成本效益高的发光二极管（LED）的引入，光污染在近几十年迅速增加。在城市地区，夜间照度达到20 lx，局部甚至达到150 lx。ALAN的增加不仅扰动了动植物，也扰动了人类。

由于ALAN对激素分泌、核心体温、睡眠、心率、心脏代谢功能等生理参数有强烈影响，并调节认知功能、情绪和情感，它可能对人类的一般和心理健康产生有害影响。睡眠期间单晚暴露于室内光线可以改变睡眠架构、心率并损害葡萄糖稳态，这可能是通过增加交感神经系统的激活来实现的。因此，睡眠时避免暴露于夜间光线将有益于心脏代谢健康。此外，如上所述，特别是在夜晚开始和结束时的光会在分子、细胞和系统层面上移动昼夜节律。这意味着我们越晚上床，从而在傍晚暴露于人造光的时间越长，我们就越延迟我们的内部时钟，从而延迟就寝时间。

在人类和其他哺乳动物中，ALAN，特别是蓝光（460–480 nm）范围内的光，以时间和剂量依赖的方式减少褪黑素合成。同时，ALAN改变警觉性、心脏代谢功能、血管收缩和心率，并导致皮质醇水平增加。因此，ALAN导致生理学和昼夜节律系统的两种重要激素发生重大变化，促进从疲倦向清醒的转变。与暖光（2500 K, 3000 K）相比，即使在低照度（40 lx）下，夜晚早期的冷光（6500 K）也可以减少褪黑素合成和主观睡意，并增加警觉性。然而，没有令人信服的实验证据证明蓝光屏幕过滤器能保护儿童和成人免受使用便携式设备带来的入睡困难或多动症影响，正如一些硬件和软件开发商所声称的那样。光抑制了人类SCN的活动，如功能性MRI所测量。虽然蓝光（λ_max: 470 nm）引发最高反应，但绿光（λ_max: 515 nm）和橙光（λ_max: 590 nm）也影响SCN。这项研究表明，人类SCN对广泛的光谱敏感，这意味着所有波长的可见光在夜间都可能具有潜在的破坏性。迄今为止，ALAN的长期影响，特别是对儿童和青少年大脑发育的影响，尚未得到充分阐明。

除了普遍的光污染外，发光电子设备（如电视、显示器、平板电脑和智能手机）在夜间的使用日益增多，极大地促进了ALAN。大多数便携设备使用LED，这些LED通常发射蓝光波长范围的光，这对人类SCN的影响最大。特别是在就寝时间附近使用这些设备会对生理和行为的昼夜节律以及睡眠产生负面影响。在2011年美国国家睡眠基金会的调查中，90%的美国成年人报告在就寝前一小时内使用发光电子设备，30岁以下的人更可能使用手机和其他交互式设备。在所有年龄组中，就寝前一小时内使用交互式设备与入睡困难和睡眠不解乏有关。自那时起，交互式智能手机应用程序和社交媒体的使用显著增加，这在年轻人中尤其受欢迎，这是一个严重的问题。尤其是因为良好的睡眠是身心健康的先决条件。睡眠不足和异常的光照都有深远的 harmful 影响，包括心血管功能、代谢和各种大脑功能，如注意力、情绪和认知表现。一项2021年的荟萃分析表明，改善睡眠的干预措施也能改善一般心理健康以及特定的心理健康问题，如抑郁、焦虑、反刍思维和压力。2022年，经合组织（OECD）中98%的15岁青少年和约70%的10岁左右儿童报告拥有带互联网连接的智能手机。根据这项研究，15岁青少年在典型工作日至少花费三个小时玩视频游戏（27%）和使用社交媒体（63%）。尽管这项研究没有记录使用时间，但可以假设它主要发生在傍晚，因此可能影响昼夜节律系统和睡眠持续时间。流行病学研究表明，高社交媒体使用（每天花费两小时或更多）与抑郁、焦虑和睡眠障碍等状况有关，特别是在年轻成年人中。此外，约20%的15岁青少年报告称，当他们没有数字设备时，至少一半时间感到焦虑或紧张。社交媒体用户经常忽视其他活动（如爱好、运动），因为他们想使用社交媒体，这表明了成瘾的迹象。这也与其他研究儿童和青少年手机游戏和社交媒体使用成瘾行为的研究一致。奖励系统的神经递质多巴胺是通过奖励刺激调节昼夜节律活动节奏的潜在调节器。光和奖励系统刺激的 additive 效应可以解释为什么晚间使用交互式发光设备对睡眠的影响比使用被动发光电子设备更大。然而，关于这个主题的研究很少。

1.3.2. 夜行性啮齿类动物

在实验室中，将夜行性啮齿动物（如小鼠、仓鼠和大鼠）暴露于持续光照（LL）会导致周期延长，并逐渐破坏昼夜节律，如运动活动节律和血清皮质酮水平节律。在小鼠中，长时间（7周）暴露于强或弱的持续光照会导致进食时间改变，从而导致体重过度增加和葡萄糖耐量降低。持续光照三周会损害新神经元的形成、海马神经元的长时程抑制和认知表现，这可能是由于应激适应。持续光照（400 lx）14天，导致活动节律周期延长但未丧失节律性，会引发大脑中的促炎反应，这可能使其对额外的不利刺激更脆弱。持续光照（400 lx）38小时会损害认知功能和海马突触可塑性，并导致皮质酮增加。这些基础研究的发现表明，应避免ALAN，因为它会导致特别有害的心脏代谢和神经元变化。

即使在主观夜晚开始或结束时短暂暴露于光，不仅会导致昼夜节律相位移动以及褪黑素和皮质醇水平的变化，还会导致生理上的重大变化。在主观夜晚晚期，甚至更强烈地在主观夜晚早期，一小时的光脉冲（100 lx）会导致大脑和身体核心温度升高，这可能是由于SCN介导的交感神经张力增加。类似地，在主观夜晚早期进行30分钟的光脉冲会导致肾上腺基因表达改变，以及血浆和大脑糖皮质激素水平增加，其程度与强应激源诱导的相当，这似乎是SCN依赖性的并由交感神经支配介导。这些发现表明，应避免ALAN，尤其是在夜晚的早期，因为这被身体解释为一种应激信号，导致生理变化。

1.3.3. 其他生态系统

ALAN是随着人类活动持续全球增长而出现的污染物之一，并且对生物多样性构成威胁。ALAN的有害影响不仅见于哺乳动物，也见于非哺乳动物、无脊椎动物物种和植物，这些在很大程度上尚未被探索。由于对光污染对其他物种和植物的影响的全面综述超出了本文的范围，我们参考文献数据库“夜间人造光”。我们只想举几个例子，指出ALAN有害影响的共同点。例如，用持续光照处理蟾蜍会导致一般身体状况恶化、血象改变以及白细胞对应激的反应改变，这表明ALAN对脊椎动物应激有普遍影响。较低浓度（< 5 lx）的ALAN，作为光污染存在于许多地方，可能不会导致脊椎动物昼夜节律系统的剧烈紊乱。然而，由于自然光的方向、持续时间和光谱特性通常是许多生物关于其位置、一天中的时间和一年中的时间以及其自然环境特征的信息来源，ALAN可以 disrupt 这种信息流并提供误导性信号。因此，光污染对迁徙生物（如候鸟和其他一些穿越地球半球的物种）尤其有害。此外，城市鸣禽显示出比夜间保持在黑暗条件下的鸟类 reduced 褪黑素分泌和更早的早晨活动开始时间，这可能是由于对昼长 misinterpretation。甚至弱的ALAN（<1.5 lx）似乎也会改变鸟类的行为和生理，这在光污染的背景下尤为重要。此外，ALAN似乎是昆虫减少的驱动因素之一，因为它对各种昆虫物种的发育、运动、觅食和繁殖产生负面影响，并且也 facilitate 食虫物种捕获猎物。本地ALAN来源和 diffuse 天空辉光似乎都 contribute to ALAN对昆虫生理、行为和适应性的影响。光污染不仅直接影响生物体和生态系统，还与其他污染物相互作用并产生协同效应，导致更复杂的影响。例如，全球范围内人为光污染和臭氧污染的模式在空间上相关，表明了一种需要进一步调查的关系。迫切需要跨学科和跨境的方法来调查光污染及其影响，并减轻它们，以防止对生物多样性的 further 损害。

2. 夜班工作（NSW）及其对大脑功能和认知的影响

2.1. 概述

轮班工作，特别是夜班工作（NSW）是人类时间生物学紊乱的另一个原因，它可能影响大脑功能和认知。因此，轮班工作对大脑功能和认知的影响已被反复研究，但这些研究产生了可变甚至矛盾的结果。一项前瞻性队列研究得出结论：“轮班工作会慢性损害认知，不仅对有关个人，而且对社会都具有潜在的重要安全后果”。新闻媒体对这项研究给予了广泛关注。Titova等人显示，当前轮班工人的表现 altered，但 former 轮班工人没有。对早期职业医生的调查 reported，在日班和通宵夜班后短期记忆 decline 和睡眠障碍的高发生率，而另一项研究 reported，夜班期间的认知灵活性本身并未改变，但在很大程度上取决于个体的昼夜节律相位。在中年有轮班工作史的个体与那些在中年有典型日间工作日程的人之间，未观察到晚年认知衰老的差异。

轮班工人的认知障碍可能是由于参与昼夜节律的大脑区域功能障碍所致。昼夜节律失调确实已被讨论会影响神经元起搏器，并在精神疾病中起作用。此外，个体时型（chronotype），即对早睡或晚睡的内在生物偏好，参与调节涉及认知功能的大型默认模式脑网络的功能连接（FC）。个体时型也可能改变应对轮班工作的能力，因此构成一个潜在的重要影响因素。总之，与轮班工作相关的神经元网络内的改变可以解释认知表现的差异。

老年人表现出认知能力的高度变异性，这可能受到各种因素的影响，直到老年。重要的是，认知表现作为一种复杂的高阶大脑功能，涉及 several 大脑结构相关物，特别是在皮层内。广泛的研究 established 了青少年、年轻和 older 成年人以及患有神经退行性疾病的患者中皮层厚度与认知表现之间的关系。此外，皮层变薄已被提议作为阿尔茨海默病早期诊断的替代标志物。衰老和神经退行性疾病中的认知衰退 further 影响古皮层结构，如海马。一项针对空乘人员的研究探讨了时差反应（jetlag）与短和长恢复期是否与右颞叶体积差异有关。在恢复期短的人中，发现唾液皮质醇水平、右颞叶体积较小和视觉空间记忆任务中反应时间较长之间存在相关性。

2.2. 基于人口的1000brains研究数据

2.2.1. 问题与假设

对1000BRAINS研究的重新分析允许检验夜班工作（NSW）是否通过客观参数（脑图像分析）和心理测试与脑功能障碍相关的假设。研究参与者分为三组：当前轮班工人（PRESENT shift workers）、 former 轮班工人（FORMER shift workers）和匹配的对照组（从未轮班工人，NEVER shift workers）。解决了以下问题：三组之间时型是否存在差异？当前轮班工人和对照组之间的大脑参数是否存在差异？为此，将当前轮班工人与从未轮班工人在（i）静息态功能连接（RSFC），（ii）皮层厚度和（iii）皮层下结构体积方面进行比较。 former 轮班工人和从未轮班工人之间的大脑参数是否存在差异？这个问题涉及观察到的差异是否可逆的问题。更长的轮班工作雇佣时间（以轮班工作年数衡量）是否会引发更强的大脑参数改变？客观的脑图像分析研究辅以一大套神经心理学检查，这些检查指示了几个认知领域的表现。

2.2.2. NSW与时型

时型必须被视为轮班工作与认知表现之间潜在的调节器。早和晚时型被认为在轮班工作期间经历的昼夜节律失调强度上有所不同。早时型可能更好地应对早班，而晚时型可能更好地应对夜班：在年轻参与者队列中，轮班工人的时型比非轮班工人更晚。轮班工人在认知灵活性任务中的较低表现也显示取决于以唾液褪黑素测量的昼夜节律相位。此外，最近一项关于时型与RSFC之间关系的研究 reported，早和晚时型在默认模式网络（DMN）中存在根本差异。这些差异被认为是 accounting for 当时型与外在社交节律不匹配时，在晚时型中观察到的受损注意力表现和 increased 睡意。因此，轮班工人RSFC的失调也可能取决于他们的时型。然而，在Bittner等人的研究中，可以排除这种可能性，因为当前或 former 轮班工人与匹配对照组之间时型没有差异。

2.2.3. NSW与静息态功能连接（RSFC）

静息态功能连接（RSFC）源自磁共振成像（MRI），被分析作为一般功能性大脑架构和内在通信的标志。RSFC与认知过程相关，如对高阶认知网络（例如额顶叶、腹侧和背侧注意网络）和初级处理网络所示。认知表现差异似乎很大程度上取决于这些功能网络内部和之间的通信与合作。一个高度 segregated 的网络，显示出高的网络内RSFC，被认为是特别专门化和有效的。另一方面，高度 integrated 的网络在很大程度上依赖于其他网络，因此其特异性降低。高度 segregated 的网络可能构成一种更有弹性的功能状态，以抵抗某些类型的变化，如轮班工作、衰老或神经退行性疾病引起的昼夜节律失调。网络 wise RSFC对认知表现的解释力已在1000BRAINS队列的一个子样本中得到显示。

对大脑7个主要网络的RSFC分析 revealed，在当前和 former 夜班工人与对照组（从未轮班工人）之间，执行、注意和默认模式网络没有差异。然而，在当前轮班工人中，观察到更多的轮班工作年数与视觉网络更高的 segregation 之间存在强相关性。因此，当前轮班工人工作轮班的时间越长，视觉网络就越 segregated。

这暗示了视觉网络的连接性随着更多的轮班工作经验而重组：可能视觉网络通过更强的内在连接性和更少的与其他所有网络的连接性来响应视觉感知的差异，例如由于轮班工作导致的不同光暴露。这对于视觉网络和腹侧注意网络之间的RSFC explicitly 成立，随着更多的轮班年数而降低。因此，在视觉网络适应感知差异的过程中，它在休息时似乎与腹侧注意网络通信更少，后者参与引导选择性注意过程。

更少的 segregation，即网络更高的 integration，已被讨论为一种补偿机制，更高的耦合是一种支持受结构衰退影响（例如在衰老过程中）的网络以维持认知功能的手段。因此，人们可能得出结论，随着更多的轮班工作经验，补偿努力更少。

相反，在健康的年轻成年人中观察到大规模网络的高度 segregation，并与更好的认知表现相关，与老年人相比，老年人表现出更 integrated 的网络状态。因此，较高的 integration 在很大程度上被解释为功能专业化的去分化（dedifferentiation）。因此，休息时大脑内从 segregation 到 integration 的比率可能反映了一种最佳状态，从中可以启动动态连接变化来解决任务。

此外，在开始学习未知任务时观察到更 integrated 的网络状态，而持续练习伴随着网络 segregation 增加。这符合视觉网络随着轮班工作经验增加而更 segregated 的观察结果。可以推测，更大的 segregation 可能是对外源性环境（如光照条件）改变的一种适应，因此可能反映了轮班工人休息时更 optimal 的状态。

人们可能会假设这种最佳静息状态反映了一种更自下而上的 directed 处理，其中视觉输入的更高阶处理更多地由其外源性特征（光照条件）引导，并直接在视觉网络（作为初级感觉网络）内处理，而没有受到由例如注意网络驱动的自上而下机制的大规模调制。轮班工人在任务主动状态下视觉网络的连接性概况是否以及如何动态变化，需要进一步研究阐明。此外，需要考虑的是，在较小的样本量中观察到较大的效应量，因此希望能在更大的队列中复制这些观察结果。

由于在当前轮班工人中，轮班工作年数与认知表现之间没有相关性，因此观察到的 segregation 是一种支持性适应还是一种适应不良的与其他网络解耦和通信损失，尚不清楚。

与匹配对照组相比，在 former 轮班工人中也观察到视觉网络与所有其他网络（网络间RFSC）的较低RSFC。然而，这种效应比在当前轮班工人中小，并且与轮班长度无关，因为在 former 轮班工人中没有发现轮班年数与RSFC之间的相关性。尽管当前轮班工人中视觉网络增加的 segregation 在经过多重比较校正后没有存活下来，但它是Bittner等人观察到的最强效应。尽管网络间和 segregation 构成两个不同的参数，但它们指出视觉处理网络是未来关注轮班工作与大脑功能之间关系的潜在有趣目标。这些研究还应考虑进行分析的一天中的时间，因为属于执行、注意和默认模式网络的大脑区域的激活模式已被证明对一天中的时间敏感。因此，现在需要更大的多变量研究来检查夜班工作、认知表现和功能指标（如连接性）之间的三角关系。

2.2.4. NSW、皮层厚度和丘脑体积

为了补充RSFC的分析，Bittner等人还检查了皮层厚度和丘脑体积，特别是因为先前的一项研究讨论了大脑结构与空乘人员恢复期之间的相关性。然而