睡眠剥夺作为极端睡眠减少的例子,可用于研究睡眠障碍的脑机制。默认模式网络(Default mode network,DMN)被认为是维持大脑静息状态功能活动的重要机制,广泛参与多种认知功能过程,以及睡眠和神经精神疾病过程。但选择性的快速眼动睡眠剥夺(Rapid eye movement sleep dprivation,REMD)对DMN网络的影响,目前还不清楚。本文采用基于轻柔刺激基础上改良的低压力REMD法,对大鼠进行4小时的睡眠剥夺,并连续记录DMN脑区的局部场电位,对REMD前后的睡眠时相结构、脑电功率谱、DMN网络及网络属性改变进行分析,以期深入理解睡眠剥夺后DMN改变的神经机制。主要研究结果如下:1、睡眠时相分析发现,睡眠剥夺后快速眼动睡眠(Rapid eye movemen sleep,REM)时相出现回弹,主要表现在REM睡眠总时间和出现频率显著增加,反映了REMD后的恢复期内存在REM睡眠的代偿性反应。2、功率谱分析发现,睡眠剥夺后,REM时相的γ频段功率谱表现为显著升高;非快速眼动睡眠(Non-rapid eye movemen sleep,NREM)时相,包括θ、α、β、γ频段的功率谱表现为显著降低。提示REMD后睡眠代偿的机制存在差异。3、DMN分析发现,(1)睡眠剥夺后REM时相的δ频段以连接减弱为主,以前边缘皮层最显著;θ频段的后部子系统出现较强的连接增强,在海马和颞叶最显著。网络属性分析发现,δ频段聚类系数显著降低、特征路径长度显著升高、小世界属性显著降低;而θ频段与之相反。从整体上看,睡眠剥夺后δ和θ频段呈现逐渐恢复的趋势。(2)睡眠剥夺后NREM时相在δ和θ频段都出现延时效应。δ和θ频段都以连接增强为主,在前边缘皮层和眶额叶最显著。网络属性分析发现,δ频段聚类系数显著升高、特征路径长度显著降低、小世界属性显著升高;而θ频段并无明显变化。从整体上看,δ频段呈现随着睡眠恢复的趋势。REM和NREM时相DMN的改变提示REMD对不同睡眠时相网络信息传递效率的影响明显不同。本文基于大鼠睡眠剥夺模型,在电生理层面上阐释了REMD对REM和NREM时相DMN网络及网络属性的影响,支持了睡眠在维持大脑功能网络过程中发挥重要作用的观点,为理解睡眠的网络机制提供新的理论基础,也有助于进一步理解睡眠障碍的神经机制。