研究人员发现,当神经纤维周围起保护作用的绝缘髓鞘受损时,会导致潜在神经网络不稳定。通过持续多晚的脑电图(EEG)记录,研究团队证明这种结构退化会触发异常的、类似癫痫的电尖峰,并严重减慢关键的记忆重放振荡,且这些现象仅在受试者睡眠期间发生。
关键发现
- 睡眠锁定尖峰现象:脑电图记录显示大脑活动中存在明显异常的电尖峰,这些尖峰与临床癫痫或晚期阿尔茨海默病患者中观察到的尖峰非常相似。关键的是,这些特征性尖峰仅在受试者睡眠时出现。
- 与睡眠纺锤体的耦合:这些异常尖峰并非随机发生;它们与第2阶段非快速眼动(NREM)睡眠节律紧密相连。具体而言,它们依附于睡眠纺锤体——这种快速的脑活动振荡爆发对感觉门控和早期记忆处理至关重要。
- 减慢REM节律:除了NREM睡眠的干扰外,脱髓鞘还导致仅在快速眼动(REM)睡眠期间观察到的电节律(振荡)发生严重的结构性减慢。
- 梦境状态功能障碍:REM睡眠负责强烈的梦境和白天经历的机械重放。Dubey博士指出,当髓鞘退化时,协调梦境神经元之间长距离通信所需的节律性电振荡变得严重迟缓和碎片化。
- 非侵入性髓鞘追踪器:由于这些异常电特征与髓鞘退变完全吻合,过夜睡眠记录可能成为一种极其敏感的非侵入性生物标志物,能够在临床身体症状出现之前很久就检测到脑回路髓鞘化的早期变化。
- 夜间治疗窗口:目前没有获批的药物能够主动修复受损髓鞘。揭示这一生物联系带来了一个令人兴奋的新治疗可能性:设计非侵入性、靶向的睡眠信号治疗,旨在患者休息时刺激和修复髓鞘。
消息来源:FENS
科学家们已经发现了髓鞘——包裹神经纤维的绝缘层——的损伤如何影响睡眠期间的大脑活动。
在2026年欧洲神经科学学会联合会(FENS)论坛上星期五的报告中,Mohit Dubey博士描述了髓鞘受损小鼠的脑电图(EEG)记录显示出电尖峰,类似于癫痫或阿尔茨海默病(AD)患者中观察到的电尖峰。这些尖峰仅在小鼠睡眠时出现。这些发现可能对多发性硬化症(MS)、AD和其他神经退行性疾病患者具有重要意义。
"睡眠障碍在多发性硬化症和阿尔茨海默病等神经系统疾病中极为常见,但这些问题的生物学原因仍 poorly understood,"Dubey博士说道,他是荷兰阿姆斯特丹荷兰神经科学研究所的ZonMw可记忆痴呆研究员。
"髓鞘有助于电信号通过脑回路高效传播。在许多神经退行性疾病中,髓鞘受损,这可能会破坏神经元之间的通信。我们想了解髓鞘损伤是否也会影响脑回路在睡眠期间的行为。"
"通过研究这一联系,我们希望更好地理解神经系统疾病中睡眠障碍的原因,以及睡眠相关的脑信号是否可以作为尚未显示临床症状的疾病的生物标志物,以及显示疾病进展的指标。"
Dubey博士及其同事研究了在髓鞘受损和AD的小鼠模型中持续多周、多晚的脑电图记录,并将其与MS睡眠患者的脑电图数据进行了比较。
他们发现,睡眠小鼠大脑活动中观察到的异常电尖峰与睡眠节律紧密相关,包括在非快速眼动(REM)睡眠第二阶段发生的脑活动爆发(称为睡眠纺锤体)。此外,他们发现仅在REM睡眠期间观察到的电节律变慢。
"REM是与梦境和白天经历重放相关的睡眠阶段。在这种状态下,大脑产生称为振荡的节律性电模式,帮助协调神经元之间的通信。"
"Dubey博士说:"我们的发现表明,当髓鞘退化时,这些节律变得紊乱且变慢,并且睡眠期间观察到的电尖峰与MS和AD等神经退行性疾病影响的脑回路稳定性密切相关。"
"这开辟了新的研究方向,探索睡眠节律如何依赖于脑回路的髓鞘化状态。睡眠记录可能提供一种非侵入性方法,检测神经系统疾病中脑回路髓鞘化的早期变化。这最终可能帮助临床医生监测疾病进展,我们希望研究睡眠记录是否可用作生物标志物来检测脑回路功能的早期变化。"
"睡眠障碍已知会影响MS和AD患者的生活质量。它们会导致疲劳和认知能力下降。因此,了解睡眠与脑回路功能障碍之间的生物学联系可能有助于指导改善这些疾病中睡眠和大脑健康的未来策略。"
"睡眠在维持健康的大脑功能方面发挥着根本性作用,但在神经退行性疾病的研究中常常被忽视。"
Dubey博士的未来研究将专注于理解髓鞘退化、睡眠节律和大脑中异常电活动之间的细胞和分子机制。
目前尚无能够修复受损髓鞘的治疗方法,尽管有一些药物旨在减缓MS中免疫系统对髓鞘的攻击。了解髓鞘损伤如何影响睡眠的生物学基础可能帮助研究人员设计能够在睡眠期间修复髓鞘的非侵入性方法。
这项研究的优势在于它将睡眠神经科学与脱髓鞘脑回路的研究结合起来,使研究人员能够检查脑节律如何与疾病相关变化相互作用。局限性在于这项工作主要在小鼠身上进行,需要进一步研究来了解这些机制如何转化为人类疾病。
希腊雅典国立卡波迪斯特里亚大学的Christina Dalla教授是FENS论坛通信委员会主席,未参与此项研究。她说:"Dubey博士及其同事在展示受损髓鞘对睡眠小鼠大脑的影响方面的工作值得祝贺,同时还观察到多发性硬化症患者REM睡眠振荡的减慢。"
"这似乎与阿尔茨海默病小鼠中观察到的脑回路稳定性和连通性的破坏有关。这些观察为将睡眠质量和结构作为脑疾病的生物标志物以及人类治疗靶点的进一步研究开辟了有趣的新途径。"
关键问题解答:
问:为什么这些危险的、类似癫痫的大脑尖峰只在受试者睡觉时出现?
答:当你清醒时,你的大脑充斥着持续的感觉输入和主动的意识控制,这使得神经网络保持严格调控。但当你入睡时,你的大脑转变为由大规模电振荡波驱动的高度同步、有节律的状态。Mohit Dubey博士的研究揭示,绝缘髓鞘对于保持这些精细睡眠节律的稳定至关重要。当髓鞘受损时,大脑内部的电线在这些节律性睡眠波的压力下短路,导致异常的、类似癫痫的尖峰仅在黑暗中爆发。
问:什么是"睡眠纺锤体",它们如何与阿尔茨海默病等疾病中的记忆丧失相关联?
答:睡眠纺锤体是在第2阶段深度睡眠期间在脑电图上亮起的突然、快速的脑活动爆发。它们就像一座数字桥梁,帮助你的大脑组织、分类并将白天的经历转移到长期记忆存储中。这项研究证明髓鞘损伤直接破坏了这些纺锤体,将异常电尖峰附着在它们上面。当你的睡眠纺锤体夜复一夜地被系统性地破坏时,你的大脑无法正确执行其记忆保存程序,直接导致MS和阿尔茨海默病中观察到的快速认知能力下降和健忘。
问:分析某人的睡眠模式如何帮助医生提前数年发现神经系统疾病?
答:目前,多发性硬化症和阿尔茨海默病等疾病极难早期诊断,因为结构性损伤可以在大脑内部隐匿多年,患者才会出现行走问题或记忆丧失等身体症状。由于FENS论坛的这项研究证明睡眠节律对你的髓鞘电线健康高度敏感,简单的非侵入性过夜睡眠研究可以充当早期预警雷达。发现减慢的REM振荡或锁定的第2阶段尖峰可能使医生能够提前数年干预并保护患者的脑回路。
编辑说明:
- 本文由神经科学新闻编辑编辑。
- 审查了全文期刊论文。
- 我们的工作人员增加了额外的背景信息。
关于这项心理学和健康研究新闻
作者:Emma Mason
来源:FENS
联系:Emma Mason – FENS
图像:图像由神经科学新闻提供
原创研究:研究结果将在FENS论坛2026上发表
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