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目的:睡眠剥夺或者睡眠缺失是抑郁症、情绪障碍和自杀倾向的高危因素,也是现代社会威胁青少年和年轻人的健康杀手,睡眠剥夺引起一系列认知和情绪损害,执行功能是最易受睡眠缺失的影响的一种认知功能,且快速眼动睡眠(rapid eye movement sleep,REM)和慢波睡眠(slow wave sleep,SWS)睡眠对于认知功能的加工具有不同的作用,REM睡眠剥夺和SWS睡眠剥夺如何影响执行功能及其影响的机制是什么,目前还没有确切结论,本研究从冷热执行功能的角度,采用经典的执行功能行为学任务和高时间分辨率的事件相关电位(event related potentials,ERP)方法,探讨睡眠剥夺对冷和热执行功能的影响及其神经电生理机制,以期明确睡眠剥夺与执行功能之间的关系。方法:(1)研究一:将大学生被试分为三组,对照组被试22人(男=10,女=12),上半夜剥夺组18人(男=9,女=9),下半夜剥夺组18人(男=8,女=10),三组被试在性别、年龄、利手、焦虑、抑郁等背景资料完全匹配。经过一夜睡眠或者睡眠剥夺后在第二天早晨完成听觉oddball任务的ERP范式。ERP结果观察MMN、P3a、P3b波幅的组间差异,脑机制比较了偏差刺激条件下基于体素的全脑s LORETA影像,根据局部最大的电流密度进行定位检验三组的脑区激活程度。(2)研究二:将大学生被试分为三组,对照组被试20人(男=8,女=12),上半夜剥夺组21人(男=10,女=11),下半夜剥夺组21人(男=11,女=10),三组被试在性别、年龄、利手、焦虑、抑郁等背景资料完全匹配。经过一夜睡眠或者睡眠剥夺后在第二天早晨完成爱荷华博弈测验(Iowa gambling test,IGT)的ERP范式。行为学结果观察IGT任务block的组间和组内效应,ERP结果观察FRN波幅在三组之间的差异。溯源结果比较了输钱条件下三组之间的脑区激活差异。(3)研究三:将大学生被试分为三组,对照组被试23人(男=10,女=13),上半夜剥夺组22人(男=11,女=11),下半夜剥夺组22人(男=12,女=10),三组被试在性别、年龄、利手、焦虑、抑郁等背景资料完全匹配。经过一夜睡眠或者睡眠剥夺后在第二天早晨完成情绪调节的情绪性注意控制任务(Attentional Control Capacity for emotion,ACCE)的ERP范式。行为学结果观察不同任务的反应时和正确率及任务转换成本在组间的差异,ERP结果观察不同任务下N1、LPP成分在组间的差异,溯源结果比较不同任务下的三组之间的脑区激活差异。结果:(1)研究一:ERP结果发现偏差刺激条件下,REM睡眠剥夺组P3b波幅显著高于对照组和SWS睡眠剥夺组;溯源结果发现在偏差刺激条件下,REM睡眠剥夺和SWS剥夺均显著激活了背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)区域。(2)研究二:行为学结果发现三组block效应差异不显著;ERP结果发现REM睡眠剥夺和SWS睡眠剥夺后FRN波幅均出现下降;溯源结果发现在输钱条件下,REM睡眠剥夺和SWS剥夺均显著激活了DLPFC区域。(3)研究三:行为学结果发现三组在不同任务中的反应时、正确率以及转换成本上差异均不显著,但是三组被试总反应时有差异,REM睡眠剥夺组和SWS睡眠剥夺组反应时显著低于对照组。ERP结果和溯源结果也仅发现任务类型之间的组内效应,未发现组间差异。结论:(1)研究一:REM睡眠剥夺显著增强了P3b波幅,提示REM睡眠参与注意和工作记忆的加工,且与冷执行功能有关的DLPFC通过代偿机制对抗短时睡眠剥夺对冷执行功能的影响。(2)研究二:REM睡眠剥夺和SWS睡眠剥夺都引起FRN波幅降低,提示睡眠剥夺引起错误监控能力的下降,同时REM睡眠剥夺和SWS睡眠剥夺都引起决策任务中DLPFC区域活动增强,说明DLPFC的代偿效应可能是行为学结果三组之间IGT成绩没有差异的神经机制。(3)研究三:REM睡眠剥夺和SWS睡眠剥夺后被试的反应速度下降,提示部分睡眠剥夺影响被试警觉性及注意功能,但是睡眠剥夺并没有改变被试的任务转换成本,ERP结果和溯源结果也未发现睡眠剥夺影响注意转移的神经电生理机制,提示部分睡眠剥夺对于热执行功能的影响有限。