《Brain Sciences》：The Relationship Between Sleep and the Brain: New Insights into Sleep Disorders and Their Effects on Mental Health, Cognition, and Quality of Life
编辑推荐：
现代睡眠科学诞生于1953年，当时Aserinsky和Kleitman首次描述了睡眠中出现的"快速急促眼动"，其伴随低波幅、不规则频率的脑电图（EEG），并伴有梦境内容回忆的高发生率。据Aserinsky所述，该研究最初旨在观察婴儿睡眠中的眨眼频率，历经数月未
现代睡眠科学诞生于1953年，当时Aserinsky和Kleitman首次描述了睡眠中出现的"快速急促眼动"，其伴随低波幅、不规则频率的脑电图（EEG），并伴有梦境内容回忆的高发生率。据Aserinsky所述，该研究最初旨在观察婴儿睡眠中的眨眼频率，历经数月未获成功后转向其他目标。轶事性报告显示，首个在睡眠中表现出令人惊奇的快速眼动活动的受试者是Aserinsky年幼的儿子。由此，Aserinsky和Kleitman设计了实验，带来了快速眼动（REM）睡眠这一开创性发现。需强调的是，为实现该目标，关键因素在于方法学上的重要一步。为评估眼动与做梦之间的关系，必须实施两种电生理测量，即EEG和眼电图（EOG），提供单一测量无法获得的睡眠信息，同时结合认知层面（尽管非常基础）的信息，即受试者"在眼动期间被唤醒"并接受询问其心中所发生之事。因此，唯有电生理信息与心理信息的结合才能带来神经科学领域的如此革命。当今心理生物学研究亦如此，为产生有意义且有价值的科学，研究人员应在其工作中纳入不同方法学，涵盖对脑功能的评估及相应的心理（"心智"）活动。睡眠科学的第二个突破是二十世纪七十年代初对交叉上核（SCN）功能的发现。小鼠SCN的特异性损毁导致所有昼夜节律的丧失，包括活动、摄食和体温。最后，在二十世纪八十年代初，睡眠调节被组织为一个整合睡眠—觉醒稳态与昼夜节律的优雅理论模型：即Alexander Borbely提出的所谓"双过程"模型，该模型至今仍用于当前睡眠研究。近期数据强调，睡眠不仅作为脑的基本休息与恢复期、影响认知表现，而且对全身生理功能亦十分重要。本专刊特别致力于提供睡眠与脑关系的新见解。睡眠减少是当前24/7社会的特征；它对睡眠—觉醒时间表产生深远影响，并带来生理与健康后果。此外，前半夜人工光源的广泛使用导致昼夜节律延迟，并对褪黑素和REM睡眠产生显著影响。光周期（photoperiod）的季节性变化虽被人工光所掩盖，但在考察睡眠时长和昼夜节律改变时亦应考虑。光在改变昼夜节律和睡眠结构中的作用是Chiu等人的论文焦点，该研究分析蓝光和橙光两种波长光对大鼠睡眠结构的影响。光期暴露于蓝光抑制REM睡眠并诱导非快速眼动（NREM）睡眠的延迟增强，其效应持续至随后数日。橙光引起较温和的延迟反应，包括双相REM睡眠模式和次日NREM睡眠增加。暗期暴露于蓝光通过抑制褪黑素水平并改变后续睡眠模式而扰乱昼夜节律，而橙光效应较不明显。Chiu等人的发现强调，在考虑人工光暴露改变昼夜节律及睡眠模式时，需同时考虑光谱组成和暴露时机。其动物模型结果亦证实蓝光对睡眠有强烈影响，而橙光可能为夜间环境提供干扰较小的替代选择。增强和巩固记忆是睡眠及其NREM和REM成分所提出的功能之一。已有研究表明，睡眠支持记忆痕迹巩固的程度高于觉醒，此现象被定义为"睡眠效应"。然而这一功能仍存争议，需要进一步研究以理解其潜在生物学机制。本专刊的两篇论文呈现了睡眠对记忆影响的数据。Conte等人研究了睡眠对叙事性材料记忆巩固的影响。既往研究多考察睡眠对简单陈述性材料的影响，鲜有研究关注更复杂的叙事段落。其分析揭示了睡眠的正面效应，参与者在睡眠条件下回忆起更多文本细节，且特定睡眠周期与散文记忆表现呈正相关。据其结果，作者提出睡眠促进复杂陈述性记忆痕迹的巩固，对抗觉醒期间发生的衰退。Lin Xu等人采用不同模型——睡眠剥夺，研究睡眠对空间工作记忆的作用。该研究证明睡眠剥夺影响空间工作记忆，且具有时间和时相特异性特征。24小时睡眠剥夺后，行为表现和相关事件相关电位（ERP）成分波幅均显著下降，表明该阶段认知资源的严重耗竭。尽管总体认知功能在24至36小时期间仍受损，P2、N2和P3成分表现出不同的恢复模式。具体而言，P2波幅的恢复提示早期感觉加工和注意分配的改善；N2波幅的反弹表明冲突监测和认知控制的增强；P3波幅的有限恢复反映高阶认知功能持续受限。这些发现强调，睡眠剥夺所致的认知损害并非简单线性过程，而是涉及复杂的、成分特异性的自我调节与补偿机制。另两篇论文分别致力于发作性睡病和REM睡眠行为障碍（RBD）。Picone等人开展社交媒体聆听分析和一项调查，以了解发作性睡病患者对每晚两次羟丁酸钠（SXB）治疗的看法及其体验。服用羟丁酸盐的患者常报告对处方剂量的依从性不一致，给其生活带来负面后果。在回应调查的样本中，较高比例（75.3%）报告漏服第二剂速释SXB或混合盐羟丁酸盐，58.8%的受访者报告其在首剂后超过4小时才服用第二剂羟丁酸盐。受访者亦报告睡眠质量差是漏服第二剂羟丁酸盐后所经历的最大影响或问题。该研究证实社交媒体聆听作为一种附加的有价值工具，能够深入了解患者疾病，包括患者可能不愿与临床医生交流的治疗相关问题。Pagano等人综述了有关嗓音和言语改变作为REM睡眠行为障碍（RBD）候选生物标志物的现有文献。定量分析识别出韵律、发声稳定性、时序和构音方面的一致缺陷，组间差异显著，诊断准确度灵敏度高达96%。多语言队列显示随时间进展，而数字表型分析检测到新出现的帕金森病体征，曲线下面积（AUC）为0.70。据其综述和所报告的探索性结果，RBD中的言语和嗓音异常可能反映早期神经退行性改变，并显示出有前景的诊断和预后潜力。Barbato的综述讨论了精神分析对睡眠科学贡献的重要性。尽管Freud的开创性工作主要致力于梦，但睡眠起核心作用，因为梦被视为睡眠的"守护者"。据Freud，梦的功能是保护睡眠免受干扰；"梦的工作"用于阻止被压抑的刺激打断睡眠的"生物学"功能。Freud亦将睡眠视为主动过程，因为人类自愿将注意力从外部世界撤回以主动进入睡眠。精神分析工作所提示的睡眠愿望，承担了作为心理性主动因素的重要角色，促成睡眠的发生与功能。
睡眠科学自1953年快速眼动（REM）睡眠的发现以来经历了长足发展，此后交叉上核（SCN）功能的发现以及Borbely"双过程"模型的提出，逐步构建起睡眠调节的理论框架。当前研究已认识到睡眠不仅是对脑的休息与恢复、影响认知表现，也关乎全身生理功能。然而，24/7社会带来的睡眠减少、前半夜人工光暴露导致的昼夜节律延迟及对褪黑素与REM睡眠的影响、光周期季节性变化等问题，使睡眠与脑关系的研究亟待深化；同时，睡眠对记忆巩固的作用仍存争议，其潜在生物学机制有待阐明，发作性睡病与REM睡眠行为障碍（RBD）等睡眠障碍的临床与生物标志物问题亦需进一步探索。在此背景下，本专刊组织多项研究，从光波长效应、睡眠与记忆、睡眠剥夺的认知影响、发作性睡病治疗体验、RBD言语标志物及精神分析视角等多方面提供新见解。研究得出：蓝光对睡眠影响强烈而橙光干扰较小；睡眠促进复杂陈述性记忆巩固；睡眠剥夺对空间工作记忆的损害呈非线性、成分特异性的自我调节与补偿特征；发作性睡病患者对每晚两次羟丁酸钠（SXB）治疗依从性不佳并影响睡眠质量；RBD中言语与嗓音异常具诊断与预后潜力；精神分析视角下睡眠愿望是促成睡眠的心理性主动因素。其重要意义在于为睡眠障碍的临床管理、光环境设计及神经退行性疾病的早期识别提供依据，并为睡眠与认知、情绪关系及退行性神经疾病治疗指明研究方向。
研究方法方面，本专刊所涉研究主要采用以下关键技术方法：动物模型中以脑电图（EEG）和眼电图（EOG）等电生理测量评估睡眠结构，并结合光谱可控的光暴露干预（蓝光与橙光）考察其对睡眠结构与褪黑素的影响；记忆研究采用叙事性材料的回忆测试与睡眠周期分析；睡眠剥夺研究采用24至36小时剥夺范式，结合行为学表现与事件相关电位（ERP）成分（P2、N2、P3）分析；发作性睡病研究采用社交媒体聆听分析与患者调查；RBD研究采用系统综述与定量分析、数字表型分析；精神分析部分采用文献综述。样本来源方面，发作性睡病研究的受访者来自调查样本，其余研究未在本文中注明具体队列来源。
研究结果方面，各小标题所述内容如下。光在改变昼夜节律和睡眠结构中的作用：Chiu等人通过大鼠实验发现，光期蓝光暴露抑制REM睡眠并延迟增强NREM睡眠且效应持续数日，橙光反应较温和并呈双相REM模式与次日NREM增加；暗期蓝光通过抑制褪黑素扰乱昼夜节律，橙光效应较弱，提示需兼顾光谱组成与暴露时机。睡眠与记忆巩固：Conte等人通过叙事材料回忆测试发现睡眠条件下参与者回忆更多文本细节，特定睡眠周期与散文记忆表现正相关，提示睡眠促进复杂陈述性记忆痕迹巩固。睡眠剥夺与空间工作记忆：Lin Xu等人通过24小时睡眠剥夺结合ERP分析发现行为表现与相关ERP成分波幅显著下降，24至36小时期间P2、N2、P3呈不同恢复模式，表明认知损害为非线性、成分特异性的自我调节与补偿过程。发作性睡病治疗体验：Picone等人通过社交媒体聆听与调查发现75.3%受访者漏服第二剂SXB、58.8%在首剂后超过4小时服药，睡眠质量差为漏服后最大问题，证实社交媒体聆听作为补充工具的价值。RBD言语标志物：Pagano等人通过系统综述与定量分析发现韵律、发声稳定性、时序与构音的一致缺陷，灵敏度达96%，数字表型分析检测帕金森病体征AUC为0.70，提示其诊断与预后潜力。精神分析与睡眠：Barbato通过综述指出梦为睡眠的"守护者"，"梦的工作"阻止被压抑刺激打断睡眠的生物学功能，睡眠为主动过程，睡眠愿望是促成睡眠的心理性主动因素。
讨论与结论部分，作者指出睡眠研究最初因REM睡眠的发现而兴起，带来窥探梦境的科学窗口；历经七十余年研究，若干问题仍悬而未决，包括睡眠各阶段如何被调节、睡眠应持续多久、REM睡眠的功能为何。与认知功能（如记忆和情绪）相关的睡眠的心理与生物学方面值得进一步研究，并可能对退行性神经疾病的治疗具有意义。作者声明本研究未获外部资助，且无利益冲突。
