BMC Medicine:深度睡眠影响阿尔兹海默病的认知?Matthew Walker团队揭示睡眠影响认知机制

2023-05-30 小欣博士 “脑声常谈”公众号 发表于上海

本研究的意义除了治疗机制之外,还具有治疗意义。与许多先前确定的影响认知因素(如受教育年限、既往职业或社交网络的规模)不同,睡眠是一个可改变的目标。

阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征,病因迄今未明。一些具有AD病理特征的个体有明显的记忆损伤,而其他具有相同程度病例几乎没有损伤。为什么会这样呢?

近期,有研究者提出一种解释是认知储备,即赋予对抗AD病理缺陷的弹性或补偿的因素。深度非快速眼动慢波睡眠(SWS)被认为可以增强健康老年人的学习和记忆功能。然而,NREM SWS(NREM慢波活动,SWA)的质量是老年AD病理的一种新的影响认知因素。

阿尔茨海默病(AD)的患病率随着年龄的增长几乎呈指数级增长(目前65岁以上的人平均患病人数约为10%),患病率随着预期寿命的增加而增加。此外,阿尔茨海默病及其相关的β-淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白的病理特征以认知障碍为代表。与此相一致的是,高Aβ负担个体(Aβ阳性,Aβ+)比低Aβ负担个体(Aβ阴性,Aβ-)更差,认知功能下降更快。

因此,UC Berkeley神经科学和心理学教授、该研究的资深作者Matthew Walker在 BMC Medicine 发表题为《NREM sleep as a novel protective cognitive reserve factor in the face of Alzheimer's disease pathology》的研究论文,揭示深度睡眠可通过改变认知影响阿尔兹海默病的病理进程。

作者提出,在面对Aβ病理沉积时,影响认知的一个新的、目前尚未探索的因素是睡眠,特别是非快速眼动慢波睡眠(NREM SWS)的质量。

  • 首先,一项强有力的文献已经证明了睡眠对认知的好处,特别是对海马体依赖的学习和记忆。
  • 第二,对NREM SWS和NREM SWS(慢波活动指数)的脑电图(SWA)质量的操作可增强老年人和轻度认知障碍患者的认知功能。

作者首先检验了一个假设,即支持记忆保存的一个新的因素是NREM SWA质量。采用多元线性回归模型来评估NREM SWA和Aβ状态在预测记忆功能方面之间的相互作用。为了控制可能的混杂因素,多元回归模型还包括年龄、性别、体重指数(BMI)、灰质萎缩,PET和睡眠阶段之间的时间差异,这些结果表明,NREM SWA的认知贡献可能独立于其他先前报道的影响认知的因素。

图1 Aβ+组和Aβ-组的β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积和与睡眠相关的认知

为了确定脑电图频率的特殊性,采用与NREM SWA模型相似的多元回归模型,利用其他频率,研究了记忆性能与其他频率范围内NREM脑电图频谱功率之间的关系。Aβ状态和频谱功率之间的相互作用在任何其他频率范围内都不显着,这表明NREM SWA频率范围具有选择性。

这些结果表明NREM SWA参与了高Aβ沉积的情况下一种新的维持第二天记忆的功能。此外,在Aβ+组中,没有与非快速眼动或快速眼动睡眠的其他谱功率出现显着的阳性记忆关联。

本研究的意义除了治疗机制之外,还具有治疗意义。与许多先前确定的影响认知因素(如受教育年限、既往职业或社交网络的规模)不同,睡眠是一个可改变的目标。例如,在改善睡眠方面,坚持有规律的睡眠时间表,在白天保持精神和身体的活跃,创造一个凉爽和黑暗的睡眠环境,尽量减少在晚上喝咖啡和睡前看屏幕的时间,都可以提升睡眠质量。Zavecz 说,睡前洗个热水澡也能提高深度慢波睡眠的质量。

因此,NREM SWA可能代表了一种新的帮助认知治疗可能性。考虑到感觉(听觉音调、气味)、经颅电和磁刺激方法都已被证明可以增加NREM SWA,这种潜力在目前都是可行的。这对于技术挑战性较小的方法也同样如此,比如在家可能的体温操纵。利用这些现有的工具来增强NREM SWA可能有助于AD病理影响认知功能的治疗。

作者的研究结果描述了睡眠和第二天的记忆表现之间的联系,但没有建立方向性的因果关系。其次,可能其他未测量的因素,如tau病理或大脑结构变化(如白质萎缩),可能解释睡眠依赖认知的额外差异。与此相关的是,该研究的参与者包括一个相对健康的队列,这限制了对整个老年人群或AD患者的普遍性。

总之,作者研究表明,在面对Aβ沉积时,一个新的以前未被探索的影响认知因素是睡眠,特别是NREM SWS的质量。睡眠具有治疗的重要性,与迄今为止发现的许多其他影响认知因素不同,睡眠可能是一种新的可改变的影响因子,因此是一个很有前途的治疗靶点。

原始出处:

Lv, X., Zhu, S., Wu, J. et al. Reciprocal costimulatory molecules control the activation of mucosal type 3 innate lymphoid cells during engagement with B cells. Cell Mol Immunol (2023). https://doi.org/10.1038/s41423-023-01041-w.

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