基于七天多组分曼陀罗认知干预后睡眠分期探索性心率变异性模式：一项随机前-后对照试点研究

《Acta Psychologica》：Exploratory heart rate variability patterns across sleep stages following a 7-day multicomponent mantra-based cognitive intervention: A pilot randomized pre–post controlled study

　　

背景：认知-沉思实践可能影响自主神经功能，但现有研究集中于清醒状态下的心率变异性（HRV）。尚不清楚与短期干预相关的改变是否在不同睡眠阶段有所差异。目的：确定接受为期七天、多组分、哈瑞奎师那曼陀罗认知疗法（HMBCT）干预的组别与维持日常活动的对照组相比，其依据睡眠分期的HRV差异是否不同。方法：将34名18-30岁健康男性随机分配至HMBCT组（n=17）或常规活动对照组（n=17）。在基线和七天干预期后进行整夜多导睡眠监测（PSG）及连续心电图（ECG）记录。分别针对快速眼动期（REM）、N2和N3睡眠阶段计算时域和庞加莱/几何HRV指标。采用重复测量方差分析检验组别×时间交互作用，随后对30项主要检验进行Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正。结果：九项交互作用达到名义未校正阈值（p<.05）：四项在REM阶段（SDNN、RMSSD、SD1、SD2），五项在N2阶段（SDNN、RMSSD、pNN50、SD1、CVI），而N3阶段无一达到。REM/N2交互作用的效应量估计为偏η2p=0.120-0.173。然而，经FDR校正后均无统计学显著性（最小q=0.148）。结论：名义交互作用在REM和N2睡眠阶段更为显著，但所有主要交互作用均未通过多重检验校正。因此，这些结果为探索性发现，需在其他研究中加以验证。

一、研究背景与问题

现代生活中压力无处不在，其有效调控对维持身心健康至关重要。心率变异性（HRV）作为一种非侵入性生理指标，可反映心脏自主神经调节及其与中枢调控过程的相互作用。基于神经内脏整合模型，HRV被认为体现了前额叶调控网络与脑干自主神经通路之间的功能整合水平。较低的HRV与情绪调节障碍、焦虑、抑郁、慢性压力及心血管代谢风险相关。近年来，冥想等沉思实践对自主神经活动的潜在调节作用日益受到关注，其中曼陀罗冥想被认为通过注意力稳定、呼吸同步和认知重评等机制发挥作用。荟萃分析表明，正念和冥想干预可适度提高迷走神经介导的HRV，但其效应量取决于干预时长和研究特征。

然而，现有研究大多聚焦于清醒状态下的HRV变化，对于短期沉思干预后睡眠期间的生理改变知之甚少。睡眠为研究心脏自主神经调节提供了结构化的生理环境，其不同阶段表现出独特的自主神经波动特征：REM阶段以较高的自主神经动态、皮层和边缘系统激活为特征；非REM睡眠随深度增加呈现副交感神经优势增强。N2阶段保留了较高的自主神经变异性，而N3阶段副交感神经影响相对稳定。鉴于睡眠阶段的生理特性差异，有必要分别考察REM、N2和N3阶段的干预相关HRV变化，而非将睡眠视为同质的生理状态。

本研究旨在回答两个问题：第一，短期多组分认知-沉思干预能否在后续睡眠中引发可检测的心脏自主神经调节变化？第二，此类变化是否在不同自主神经特征的睡眠阶段间存在差异？为此，研究人员采用为期七天的哈瑞奎师那曼陀罗认知疗法（HMBCT）项目开展试点随机研究。HMBCT是一种多组分认知-沉思干预，融合了节奏性曼陀罗吟诵、专注注意力投入、反思性觉知、不同练习姿势以及基于失眠认知行为疗法（CBT-I）原则的行为睡眠策略。由于所有成分同时实施，本研究评估的是HMBCT整体条件而非单一成分的孤立生理效应。

二、关键技术方法

本研究采用随机前-后对照设计，纳入34名18-30岁健康男性，随机分为HMBCT组（n=17）和常规活动对照组（n=17）。主要技术方法包括：1）在基线和七天后进行实验室整夜多导睡眠监测（PSG），使用32通道Nihon Kohden系统采集19导脑电图（EEG）、双侧眼电图（EOG）、颏下肌电图（EMG）和心电图（ECG），采样率500Hz；2）基于美国睡眠医学会（AASM）标准进行30秒/帧自动睡眠分期（YASA算法）并由两名盲法评分者审核修正；3）ECG信号预处理使用EEGLAB软件进行带通滤波（0.5-35Hz）和陷波滤波（49-51Hz），R波峰值检测使用NeuroKit2工具包；4）分别针对REM、N2和N3睡眠阶段计算时域指标（MeanNN、SDNN、RMSSD、pNN50、TINN）和庞加莱/几何指标（SD1、SD2、SD1/SD2、心脏交感指数CSI、心脏迷走指数CVI），各阶段至少包含五个连续无伪影30秒帧（≥2.5分钟）作为合格片段；5）采用重复测量方差分析检验组别×时间交互作用，并对30项主要检验进行Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正。

三、研究结果

3.1 REM睡眠阶段

四项组别×时间交互作用达到名义未校正阈值（p<.05）：SDNN（F(1,32)=4.38，p=.044，偏η2_p=0.120）、RMSSD（F(1,32)=5.20，p=.029，偏η2_p=0.140）、SD1（F(1,32)=5.20，p=.029，偏η2_p=0.140）和SD2（F(1,32)=4.76，p=.037，偏η2_p=0.130）。描述性显示，这些交互反映了HMBCT组从基线到随访的增加趋势，而对照组相对稳定或下降。然而，经BH-FDR校正后，所有四项交互作用均未保持统计学显著性（调整后q=0.148）。MeanNN、pNN50、TINN、SD1/SD2、CSI和CVI均未观察到名义组别×时间交互作用。

3.2 N2睡眠阶段

五项组别×时间交互作用达到名义未校正阈值（p<.05）：SDNN（F(1,32)=4.70，p=.038，偏η2_p=0.128）、RMSSD（F(1,32)=5.29，p=.028，偏η2_p=0.142）、pNN50（F(1,32)=5.76，p=.022，偏η2_p=0.152）、SD1（F(1,32)=6.70，p=.014，偏η2_p=0.173）和CVI（F(1,32)=4.39，p=.044，偏η2_p=0.121）。描述性显示，这些交互反映了HMBCT组从基线到随访的增加趋势，而对照组相对稳定或下降。经BH-FDR校正后，所有五项交互作用均未保持统计学显著性（调整后q=0.148）。MeanNN、TINN、SD2、SD1/SD2和CSI的组别×时间交互作用未达到名义未校正阈值。

3.3 N3睡眠阶段

10项HRV指标中无一达到名义未校正阈值（p<.05）。交互效应量估计范围为偏η2_p=0.000至0.047，最大估计值出现在pNN50（F(1,32)=1.57，p=.219，偏η2_p=0.047）、CSI（F(1,32)=1.02，p=.321，偏η2_p=0.031）和CVI（F(1,32)=0.84，p=.365，偏η2_p=0.026）。其余交互效应量偏η2_p≤0.004。

总体而言，在30项主要组别×时间交互作用检验中，九项达到名义未校正阈值（p<.05）：四项在REM阶段，五项在N2阶段，N3阶段无名义交互作用。REM和N2名义交互作用的偏η2_p估计范围为0.120至0.173，描述性反映了HMBCT组相对于对照组的更大增幅。然而，经BH-FDR校正后，30项组别×时间交互作用均未保持统计学显著性（最小调整后q=0.148）。

四、讨论与结论

本研究整体描述性模式与先验预期方向一致，即组间差异在REM和N2阶段比N3阶段更明显。在名义未校正水平上，REM阶段观察到四项HRV指标的组别×时间交互作用，N2阶段观察到五项，而N3阶段无一达到名义阈值。然而，经FDR校正后所有30项主要交互作用均不显著（最小调整后q=0.148）。因此，当前发现不能提供HMBCT诱导个别HRV指标变化或其睡眠阶段特异性的证据，而是提供了有助于形成假设和选择结局指标的探索性方向和效应量模式。

REM睡眠涉及显著的神经生理活动，包括边缘系统激活和情绪记忆处理以及相对动态的自主神经调节。在神经内脏整合理论框架下，迷走神经介导的HRV在理论上与中枢调控网络和心脏自主神经调节的功能整合相关，而沉思类干预已被证实与清醒状态下的HRV变化有关。N2睡眠以副交感神经优势为特征，同时保留了可观的自主神经变异性，可能是研究心脏自主神经调节动力学的潜在有趣生理情境。N3睡眠阶段无名义交互作用，慢波睡眠以相对稳定的自主神经调节条件和强副交感神经优势为特征，这种生理背景可能缩小了可检测的组间差异范围。

研究局限性包括：样本量较小（N=34），降低了交互效应量估计的精确度和检测较小组间差异的统计效力；仅纳入健康年轻男性，限制了结果的普适性；未纳入验证过的注意力控制或情绪调节心理测量指标；家庭练习依从性基于自我报告，缺乏客观的干预保真度或参与度测量；多重比较问题导致名义交互作用均未通过校正。此外，HMBCT包含多种认知-沉思和行为成分，当前设计无法确定观察到的生理模式归因于曼陀罗吟诵、正念反思、姿势/放松练习、CBT-I知情行为策略还是其综合效应。对照组为无活动对照，未能匹配结构化活动时间、期望效应等因素。

研究结论：本试点研究揭示了一个主要集中于REM和N2睡眠阶段的描述性交互模式，但N3睡眠阶段交互效应量较小且缺乏交互作用。经多重比较校正后，30项主要交互作用均未保持统计学显著性。此外，无活动对照、多组分干预、小规模同质样本以及缺乏目标心理过程的直接测量，阻碍了干预特异性或机制性结论的得出。当前发现可被视为假设生成性而非验证性，可为未来在充分把握度的主动对照研究中探究结构化认知-沉思干预的心脏自主神经反应的睡眠阶段特异性提供基础。