【摘 要】
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目的:睡眠剥夺（Sleep Deprivation,SD）会引起个体脑功能的下降,包括外显的认知功能下降和内在的脑区激活下降等。然而,目前国际上仍然缺乏改善睡眠剥夺所致脑功能损害的有效方法。本研究探索了在睡眠剥夺期间,利用高频重复经颅磁刺激（Repetitive Transcranial magnetic stimulation,r TMS）改善睡眠剥夺所引起的脑功能损害的疗效。方法:本研究共分为
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目的:睡眠剥夺（Sleep Deprivation,SD）会引起个体脑功能的下降,包括外显的认知功能下降和内在的脑区激活下降等。然而,目前国际上仍然缺乏改善睡眠剥夺所致脑功能损害的有效方法。本研究探索了在睡眠剥夺期间,利用高频重复经颅磁刺激（Repetitive Transcranial magnetic stimulation,r TMS）改善睡眠剥夺所引起的脑功能损害的疗效。方法:本研究共分为两部分。第一部分:研究招募了66例健康人,将他们随机分为r TMS组和伪刺激组（sham组）。两组被试都需要进行24小时的睡眠剥夺。在睡眠剥夺期间,所有被试都要完成一系列的认知任务,并通过自评量表评估情绪变化。在睡眠剥夺前后,检测唾液皮质醇浓度和血浆脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor,BDNF）、脑源性神经营养因子前体（Pro BDNF）、组织型纤溶酶原激活物（tissue-type plasminogen activator,t PA）、神经肽S（neuropeptide S,NPS）、胶质细胞源性神经营养因子（glial cell derived neurotrophic factor,GDNF）的浓度以及大脑皮层的血红蛋白改变和脑电活动。在睡眠剥夺期间,r TMS组接受2次频率为10 Hz的高频r TMS刺激（每次40串刺激,每串50个脉冲,串间歇20s）,刺激部位为左背外侧前额叶皮层,sham组则接受假刺激。第二部分:将32只正常大鼠,随机分为睡眠剥夺+r TMS组（SD+r TMS）,睡眠剥夺+sham组（SD+sham）;对照+r TMS组（control+r TMS）和对照+sham组（control+sham）四组,睡眠剥夺组大鼠接受24小时的睡眠剥夺,对照组正常饲养。睡眠剥夺期间,r TMS接受一次频率为5Hz的高频r TMS刺激（每次20串刺激,每串20个脉冲,串间歇20s）,sham组接受假刺激。在睡眠剥夺后,所有大鼠完成旷场实验和Y迷宫实验,然后断头取血取脑,测定血浆和脑中的BDNF、t PA、GNDNF以及NPS水平。结果:睡眠剥夺24小时后,健康人群n-back任务的准确率降低,焦虑和抑郁情绪增高,唾液皮质醇水平升高,额叶皮层的激活程度降低,部分脑区出现脑电活动异常,脑源性神经营养因子水平降低。同时,r TMS改善了睡眠剥夺所致的下丘脑-垂体-肾上腺轴的过度激活、额叶皮层的激活程度降低,恢复了脑电活动的紊乱,此外还减少了血浆pro BDNF的消耗。正常大鼠在睡眠剥夺24小时后,Y迷宫任务表现变差,HPA轴异常激活,脑内BDNF水平下降,血浆GDNF水平升高。而r TMS改善了睡眠剥夺动物的Y迷宫任务表现。结论:24小时的睡眠剥夺,会引起脑功能下降,包括认知功能损害、脑区激活下降和神经营养因子系统的紊乱。睡眠剥夺期间给予高频r TMS对HPA轴、额叶脑区的激活有积极作用,还有助于缓解神经营养因子系统的紊乱,从而起到恢复脑功能损害的作用。
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