双相情感障碍患者左前颞叶γ活动增强:睡眠前皮质兴奋与睡眠质量关联的高密度脑电研究

《Journal of Affective Disorders》:Elevated gamma activity in left frontotemporal regions preceding sleep signals emotional arousal in Bipolar Disorders: Insights from a high-density EEG investigation

【字体: 时间:2025年10月27日 来源:Journal of Affective Disorders 4.9

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  本研究针对双相情感障碍(BD)缓解期患者睡眠结构改变机制不明确的问题,通过高密度脑电图(EEG)技术,首次探讨了睡眠前皮质兴奋性特征及其与睡眠质量的关联。结果发现BD患者存在左前颞叶区域γ波功率增强(p=0.005),且与睡眠效率呈负相关(r=?0.497,p=0.050),揭示了缓解期BD患者存在持续性神经兴奋性异常,为睡眠干预提供了新靶点。

  
当我们谈论双相情感障碍(Bipolar Disorders,BD)——这种以情绪在抑郁和躁狂两极间摆荡为特征的精神疾病时,睡眠问题往往如影随形。无论是陷入抑郁时的嗜睡,还是躁狂发作时精力充沛、睡眠需求减少,睡眠紊乱都被视为BD的核心表现之一。然而,一个长期困扰研究者的问题是:当患者处于情绪相对稳定的缓解期(Euthymia)时,他们的睡眠是否真的恢复了正常?那些在疾病发作期观察到的睡眠结构改变,是会随之消失,还是作为一种潜在的“疤痕”或特质性标志持续存在?现有的研究对此莫衷一是,部分研究指出缓解期患者的睡眠时长和结构似乎与健康人无异,但另一些研究则发现,他们仍然需要更长时间才能入睡,睡眠效率也更低。这种客观睡眠指标与患者主观感受(常常报告睡眠质量尚可)之间的脱节,暗示着可能存在某些尚未被揭示的神经生理机制在暗中作祟。
在此背景下,一个备受关注的假说是“皮质兴奋性”或“觉醒”机制。想象一下,在准备入睡时,我们的大脑需要从白天的活跃状态逐渐平静下来。对于BD患者,即使情绪稳定,其大脑的“刹车”系统可能依然不那么灵敏,导致在睡眠来临前处于一种较高的兴奋状态,这种“预睡眠觉醒”可能像一块隐形的绊脚石,阻碍他们顺利进入并维持高质量的睡眠。然而,以往对预睡眠觉醒的研究多依赖于问卷或简单的行为任务,对于其背后精确的脑电活动特征,尤其是在BD缓解期患者中,仍是一片有待探索的空白。为了解决这一问题,由Renata del Giudice领衔的研究团队在《Journal of Affective Disorders》上发表了他们的最新成果。他们创新性地运用高密度脑电图(high-density EEG)这把“高精度显微镜”,细致入微地观测了BD缓解期患者入睡前大脑的电活动,旨在揭示其独特的神经签名,并探究这些签名如何影响后续的睡眠质量。
为了完成这项精细的研究,研究人员精心设计了一项病例对照研究。他们招募了16名符合严格诊断标准的BD I型或II型缓解期患者,并匹配了16名年龄、性别相仿的健康对照者。所有参与者均在意大利米兰的圣保罗大学医院区域癫痫中心-睡眠医学单元度过了一个完整的监测之夜。研究的关键技术核心在于高密度脑电图(64导联)的记录,它能够以极高的空间分辨率捕捉大脑不同区域的电信号。研究人员不仅像传统睡眠研究那样,根据美国睡眠医学会(AASM)标准对整晚睡眠进行分期(分析睡眠宏观结构,如睡眠潜伏期SOL、总睡眠时间TST、睡眠效率SE、REM密度等),更将目光聚焦于一个常被忽略的时段——从关灯躺下到真正入睡(即出现第一个N1期睡眠)之前的“入睡前”静息状态。他们对这段时期的脑电信号进行了详细的频谱分析,计算了从慢波(δ波)到快波(γ波)等多个频段的功率,并采用先进的统计方法(如基于置换的检验和聚类分析)来比较组间差异,寻找与睡眠参数相关的脑电特征。
睡眠宏观结构:客观与主观的分离
研究结果首先印证了缓解期BD患者睡眠存在微妙但重要的异常。尽管患者自我报告的睡眠质量(通过匹兹堡睡眠质量指数PSQI评估)和日间嗜睡程度(通过爱普沃斯嗜睡量表ESS评估)与健康对照组没有显著差异,但客观的脑电图测量却揭示了另一番景象。BD患者需要显著更长的时间才能入睡(睡眠潜伏期SOL:52.91 ± 60.3分钟 vs 21.76 ± 29.71分钟, p = 0.018),他们的睡眠效率也更低(0.64 ± 0.15 vs 0.74 ± 0.21, p = 0.032)。此外,患者REM睡眠期的眼球运动密度(REM密度)显著高于对照组(2.65 ± 1.47 vs 1.52 ± 1.17, p = 0.022)。值得注意的是,两组在总睡眠时间(TST)以及非快速眼动睡眠各阶段(N1、N2、N3)和REM睡眠的绝对时长上均无差异。这表明,BD缓解期患者的睡眠问题并非体现在总睡眠量的减少或基本睡眠结构的崩塌上,而是表现为入睡困难、睡眠浅易中断(效率低)以及REM睡眠期的异常活跃。
预睡眠觉醒:左前颞叶γ活动的异常增强
最引人注目的发现来自于对入睡前脑电活动的分析。当比较不同频率脑电波的功率时,两组在所有频段都显示出不同的模式和头皮分布。其中,差异最显著的是γ频段(30.5–80 Hz)的活动。经过多重比较校正后,研究发现BD患者在左侧前颞叶区域(对应于电极簇F1和T1)的γ波功率显著高于健康对照组(F1-T1簇平均功率:42.76 ± 6.11 vs 36.84 ± 4.90, p = 0.005)。γ波是大脑高频活动的一种,通常与认知加工、注意力集中以及情绪唤醒密切相关。左侧前颞叶区域则与情绪处理和调节有着千丝万缕的联系。这一发现强烈提示,BD患者在入睡前,其大脑,特别是与情绪相关的脑区,仍处于一种高度的激活或兴奋状态。
γ活动与睡眠质量:一种潜在的神经关联
那么,这种入睡前异常的神经兴奋是否真的会影响睡眠呢?相关性分析给出了肯定的答案。当把所有人的数据放在一起分析时,左侧前颞叶的γ功率与睡眠效率呈负相关(r = -0.369, p = 0.038),与入睡后觉醒时间(WASO)呈正相关(r = 0.403, p = 0.022)。也就是说,入睡前大脑γ活动越强,当晚的睡眠效率就越低,夜间醒来的时间也越长。虽然在BD患者组内部,γ功率与睡眠效率的负相关关系仅接近统计学意义(r = -0.497, p = 0.050),而在健康对照组中未发现显著关联,但这依然暗示了这种神经特征与睡眠质量下降之间存在联系,尤其在BD群体中可能更为敏感。
研究结论与重要意义
这项研究通过高密度脑电图技术,为我们理解双相情感障碍缓解期的睡眠问题提供了新的、深刻的见解。其主要结论是:即使在情绪稳定的缓解期,BD患者仍然存在客观的睡眠连续性障碍(入睡困难、睡眠效率低)和REM睡眠激活增强(REM密度高)。更重要的是,研究首次发现了这些患者入睡前大脑左侧前颞叶区域存在显著的γ频段活动增强,这可能是其皮质兴奋性增高、情绪唤醒水平提升的神经标志。并且,这种预睡眠的神经兴奋性与较差的客观睡眠质量相关联。
这项研究的意义重大。首先,它揭示了BD缓解期“看不见”的神经生理异常,解释了为何患者主观感觉尚可但客观睡眠指标不佳,强调了即使在临床缓解期,对患者进行睡眠监测和干预的重要性。其次,左前颞叶γ活动作为一个潜在的生物标志物,未来或可用于评估患者的疾病状态、预测复发风险,甚至作为非药物治疗(如神经反馈)的靶点。最后,研究结果将睡眠障碍的焦点从传统的睡眠结构时长,引向了更微观的“睡眠动态过程”和“预睡眠状态”,为开发针对降低预睡眠觉醒、改善睡眠质量的个性化干预策略(如针对情绪调节和认知放松的睡前行为干预)提供了坚实的科学依据。它提醒我们,关注双相障碍患者的睡眠,不仅要看他们睡了多久,更要看他们的大脑在入睡前“静”下来了吗。
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