部分睡眠剥夺下功能抗相关网络之间的年龄依赖性有效连接

《Scientific Reports》：Age-dependent effective connectivity between functionally anticorrelated networks under partial sleep deprivation

　　

摘要

部分睡眠剥夺（PSD）在现代社会中普遍存在，并与多个领域的认知功能障碍相关。证据表明，默认模式网络（DMN）、背侧注意网络（DAN）和突显网络（SN）之间的平衡对于内部和外部导向的认知至关重要，并且可能特别容易受到 PSD 的影响。本研究调查了这些网络内部及之间的有效连接性（EC），以及这些效应是否因年龄而异。对年轻（20–30 岁，n = 39）和老年（65–75 岁，n = 34）成人在充足睡眠一晚后及 PSD 后的静息态功能磁共振成像（fMRI）数据，采用参数经验贝叶斯的频谱动态因果建模（spDCM）进行分析。网络内分析显示，年轻成人的 DMN 连接性主要表现为增加，而老年成人的 DMN 减少更具选择性。在网络内分析中，DAN 是受影响最小的网络。对年龄依赖性效应的进一步调查显示，与年轻组相比，老年组中与 PSD 相关的 EC 增加相对更多，特别是在 DAN 和 SN 通路内。在网络间水平上，年轻和老年成人在基线时显示出大致相似的组织模式，但在 PSD 后这种模式发生了差异性变化。在年轻成人中，PSD 增强了 SN 对 DMN 的兴奋性影响及其对 DAN 的抑制性影响。PSD 还增加了 DAN 到 DMN 的连接性，而老年成人则显示出部分相反的模式，表现为 SN 到 DAN 的影响增加。这些发现强调了 PSD 后大尺度网络内定向关系的年龄依赖性重组。