睡眠缺乏会让一些脑细胞迟钝，并会损伤特定区域 | Nature Medicine 论文推荐

当人睡不够的时候，部分脑细胞活动减缓。

DARREN PRYCE / GETTY IMAGES/IMAGEZOO

撰文 Jon Hamilton

翻译 梁珩

审校 董堃

一组实验人员本《自然·医学》（Nature Medicine）的网站上报告称，通过记录十二位实验者的脑部神经元放电活动，他们发现剥夺睡眠会导致脑细胞用以交流的放电活动减慢减弱。

该研究作者 Itzhak Fried 博士，来自加州大学洛杉矶分校（UCLA）的神经外科教授，称这项研究能解释为啥缺乏睡眠会损伤一系列脑部功能。

“想象一下晚上你正在开车，突然一个人跳到了你的车前，”Fried 教授称，“如果你缺乏睡眠，你的脑细胞将做出异常的反应。”

这项研究成果是通过采集颅内植入电极的严重癫痫病人术前脑神经元放电数据得来的。

作为评估的一部分，医生们在病人脑里放置电极，以发现癫痫发作的起始位置。Fried教授和另一组科学家得以持续多天监控上百个脑细胞活动。同时为了让病人在癫痫发作的时候保持清醒，这些病人自然而然处于一种缺乏睡眠的状态。

研究中的所有病人都同意参加实验，他们对不同的类别的图片（面孔，地标和动物）进行分类。每张图片都能使得特定脑区的神经元放电增强。“正是这些脑细胞让你认知眼前的世界，”Fried称。

随后，为了进行下一步测试，四名病人被要求测试前夜保持整晚的清醒。实验结果显示“这些病人的神经元反应变得迟缓，”Fried 说道，“神经元放电在减少，并且混乱的时间会持续更久。”

这些改变破坏了细胞交流的能力，并引起大脑感知和记忆能力的损伤，Fried称。

这组科学家也发现，有证据显示缺乏睡眠对脑部一些区域的损伤大于其它区域。就好像是是某些脑区在休息，同时有一些脑区保持警觉。

Fried 表示，这项研究可作为疲劳驾驶危害巨大的力证！

美国疾病控制与预防中心（the Centers for Disease Control and Prevention）称，基于（美国）国家交通安全管理局（National Highway TrafficSafety Administration）的数据和估计，疲劳驾驶导致每年超过70，000起车祸发生。

研究者称该项成果也有利于减少医生接受训练的时间，例如Fried作为神经外科住院医师就需要工作很长时间。

Fried 总结道，“我自己也在尝试从我的研究结果中吸取经验和教训。”

原文链接：

http://health.wusf.usf.edu/post/sleepless-night-leaves-some-brain-cells-sluggish-you-feel#stream/0

论文基本信息：

【题目】Selectiveneuronal lapses precede human cognitive lapses following sleep deprivation

【作者】YuvalNir，Giulio Tononi & Itzhak Fried et al.

【期刊】Na 49 30859 49 15288 0 0 4306 0 0:00:07 0:00:03 0:00:04 4305ture Medicine

【日期】Nov.06，2017

【DOI】10.1038/nm.4433

【地址】https://www.nature.com/articles/nm.4433    

【摘要】

Sleepdeprivation is a major source of morbidity with widespread health effects,including increased risk of hypertension, diabetes, obesity, heart attack, andstroke. Moreover, sleep deprivation brings aboutvehicle accidents and medical errors and is therefore an urgent topic ofinvestigation. During sleep deprivation, homeostatic and circadian processesinteract to build up sleep pressure5, which results in slow behavioral performance(cognitive lapses) typically attributed to attentional thalamic andfrontoparietal circuits, but the underlying mechanisms remain unclear. Recently, through study ofelectroencephalograms (EEGs) in humans and local field potentials (LFPs) innonhuman primatesand rodents it was found that, during sleepdeprivation, regional 'sleep-like' slow and theta (slow/theta) waves co-occurwith impaired behavioral performance during wakefulness. Here we usedintracranial electrodes to record single-neuron activities and LFPs in humanneurosurgical patients performing a face/nonface categorization psychomotorvigilance task (PVT) over multiple experimental sessions,including a session after full-night sleep deprivation. We find that, justbefore cognitive lapses, the selective spiking responses of individual neuronsin the medial temporal lobe (MTL) are attenuated, delayed, and lengthened.These 'neuronal lapses' are evident on a trial-by-trial basis when comparingthe slowest behavioral PVT reaction times to the fastest. Furthermore, duringcognitive lapses, LFPs exhibit a relative local increase in slow/theta activitythat is correlated with degraded single-neuron responses and with baselinetheta activity. Our results show that cognitive lapses involve localstate-dependent changes in neuronal activity already present in the MTL.

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