PNAS：科学家强调睡眠中断对早期大脑发育的负面影响

北卡罗来纳大学医学院的研究人员展示了早期睡眠不足如何影响大脑发育的关键方面，以及它如何增加一个人患自闭症谱系障碍的风险。

　　

长期以来，成年人睡眠不足被证明会导致长期的精神和身体健康问题，包括但不限于免疫系统减弱、体重增加、抑郁和痴呆风险增加。

但为什么睡眠不足会造成如此严重的后果呢？

事实上，从我们出生的那一刻起，睡眠就起着至关重要的作用。在婴儿时期，我们的大脑仍在形成神经元的末端，即突触，它对学习、注意力、工作记忆和长期记忆都很重要。睡眠使这些神经元得以发育并相互连接，从而为以后的生活建立大脑功能。

如果这个微妙但重要的过程被持续的清醒或分离焦虑打乱，它可能会对大脑和行为产生持久的影响。

现在，由北卡罗来纳大学医学院细胞生物学和生理学系助理教授格雷厄姆·迪林博士实验室的研究生肖恩·盖伊领导的一项新研究，让我们更多地了解了早期睡眠不足如何影响大脑发育的关键部分，以及它如何增加一个人患自闭症谱系障碍（ASD）的风险。他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上。

迪林说：“发育过程中睡眠不足的独特影响在很大程度上尚未被探索。我们的数据显示，婴儿和儿童更容易受到睡眠中断的负面影响。我们还发现，在这个关键时期睡眠不足会与自闭症谱系障碍的潜在遗传风险产生负面影响。”

睡眠中断与自闭症

睡眠问题是大脑发育问题和其他神经发育障碍（如自闭症谱系障碍、注意力缺陷多动障碍和智力残疾）的重要早期指标。超过80%的ASD患者都有睡眠障碍，但睡眠障碍是ASD的原因还是后果，这在很大程度上是未知的。

迪林长期以来一直在研究睡眠如何随着时间的推移加强突触——这一过程被称为突触可塑性——以及睡眠不足如何导致认知和神经退行性疾病。如果研究人员能够更好地了解睡眠和自闭症谱系障碍之间的联系，研究人员和医生也可以更早地做出诊断，并提出新的治疗策略。

2022年，迪林实验室试图了解早期睡眠中断是否会与ASD的潜在遗传风险相互作用，从而导致成人行为的长期变化。利用小鼠模型，研究人员发现，在生命的第三周（类似于人类1-2岁）睡眠中断会导致雄性小鼠长期的社会行为缺陷，这些雄性小鼠在遗传上容易患ASD。

睡眠反弹的研究

迪林实验室想进一步探索这些发现，这次深入研究成年和发育中的小鼠模型是如何补偿睡眠不足的。研究人员使用带有高度敏感传感器的专门小鼠屋，能够仔细跟踪小鼠的运动和呼吸，从而使研究人员能够记录小鼠的清醒和睡眠状态。

研究人员表明，当成年小鼠模型失去大量睡眠时，它们会在正常活动时间增加睡眠来弥补。这种反应被称为“睡眠反弹”，可以让成年人“弥补”失去的睡眠。

年轻的老鼠；另一方面，缺乏睡眠则完全没有反弹。这证实了研究人员的假设，即年轻的老鼠可能更容易受到睡眠剥夺的有害影响。研究人员还指出，睡眠不足会使幼鼠在学习记忆任务中的表现完全受损，而成年鼠在睡眠不足后的恢复能力要强得多。

接下来，实验室将注意力转移到睡眠和睡眠剥夺对神经元突触的影响上，神经元突触介导神经元之间的交流，是记忆形成和储存的主要位置。它们在睡眠健康方面的关键作用也得到了充分的研究。

研究人员进行了大量分子分析，以观察睡眠剥夺是如何影响突触的。通过尖端的蛋白质分析，他们能够绘制出影响突触的蛋白质组成和生化变化。分析表明，睡眠剥夺对幼鼠（而非成年鼠）的突触形成有强烈影响，而突触形成是大脑发育的一个关键方面。

迪林说：“这现在提供了一个最大、最全面的数据集来研究睡眠不足在整个生命周期中的分子效应。”

自闭症的未来治疗途径

通过当前研究的分子工作，该实验室正在进行的一项任务是开发可用于儿童的下一代睡眠药物。他们希望创造一种药物，以突触为目标，恢复睡眠功能，而不是改变睡眠行为本身，而不是起到镇静剂的作用。

迪林说：“发育不是一件可以回头再做的事情。“睡眠对整个生命都很重要，尤其是在发育过程中。了解我们现在所知道的将更加强调理解ASD中的睡眠问题，并可能为治疗ASD和其他发育疾病提供重要的治疗途径。”