神经科学家最新研究发现五种独特的睡眠特征模式,这些模式将个体的睡眠规律与健康状况、认知能力及生活方式因素关联起来,并在大脑中呈现不同特征。研究表明,采用"一刀切"的睡眠健康管理方式效果有限,理解这些个体化特征可为健康支持提供更精准的依据。相关成果已发表于《PLOS生物学》科学期刊。
数十年来,科学界已知睡眠与生物、心理及社会因素存在广泛关联。大量研究持续证实睡眠不足或质量低下会导致认知障碍、心理健康恶化以及身体疾病风险上升。然而许多研究倾向于将睡眠简化为"良好"与"不良"或"短时"与"长时"等类别,这种方法未能捕捉睡眠的复杂多维特性,包括持续时间、质量、规律性及日间警觉性等多方面要素。
康考迪亚大学的奥罗尔·A·佩罗领导的研究团队意识到这一研究缺口,决定突破单一关联研究的局限,采用更整体化的方法。研究团队旨在确认是否存在自然形成的模式(特征),能将睡眠的多维度特性与同样广泛的健康、认知及生活方式测量指标相连接。通过结合脑成像数据,研究人员希望探明这些不同睡眠体验的神经生物学基础。
为开展此项研究,团队利用了人类连接组计划提供的大型公开数据集。最终样本包含770名22至36岁的健康青年。参与者完成了详细的匹兹堡睡眠质量指数问卷,该问卷评估七个不同维度的睡眠指标,包括满意度、入睡时间、持续时间、干扰因素及助眠药物使用情况。
研究团队将睡眠数据与同一群体提供的118项其他测量指标进行匹配。这些生物心理社会测量覆盖广泛领域,包括自评心理健康、人格特质、情绪状态、物质使用、生活习惯以及记忆和注意力等认知功能测试表现。
研究人员采用典型相关分析这一复杂统计方法,旨在揭示两组复杂变量间最强关联。该技术使他们得以识别潜在模式,即最优化连接七个睡眠维度与118项生物心理社会因素的关联特征。
分析结果显示五种独特的睡眠-生物心理社会特征模式。第一种模式最为显著,解释了睡眠与其他因素间大部分关联。其特征表现为普遍性睡眠不良,包括睡眠满意度低、入睡时间长、频繁睡眠干扰及日间功能受损。该模式与精神病理症状强相关,包含抑郁、焦虑以及恐惧愤怒等负面情绪。
第二种模式同样与精神病理症状强烈关联,特别是注意力问题和低尽责性。但与第一种模式形成鲜明对比的是,符合此模式的个体并未报告普遍性睡眠困难,仅存在日间功能受损感。研究人员将此特征称为"睡眠韧性",表明某些个体可能在心理健康挑战面前仍能维持看似健康的睡眠模式。
佩罗表示:"我们的研究表明睡眠的不同方面既相互关联,又可作为独立领域与生物心理社会因素(生活方式、身心健康及认知表现)建立特定联系。这凸显了全面评估个体睡眠状况的重要性,有助于临床医生做出更准确诊断并指导治疗。"
其余三种模式由睡眠的特定方面驱动。第三种模式以使用助眠药物为特征,这与心理健康不佳无关,反而与社会关系满意度高度相关。同时,这些个体在视觉记忆和情绪识别任务中表现较差。
第四种模式几乎完全由睡眠时间短定义,个体报告每晚睡眠不足六至七小时。这种睡眠不足与心理健康问题无强关联,但与多项认知任务表现下降相关,包括情绪处理、语言理解和问题解决。该模式还与更高水平的攻击性行为相关联。
第五种模式聚焦于睡眠干扰,包括夜间频繁醒来、呼吸问题或疼痛。与第一种模式类似,该模式与心理健康问题相关,特别是焦虑和思维障碍,同时与酒精和香烟等物质使用以及语言和工作记忆相关认知任务表现下降存在关联。
共同作者瓦莱丽亚·克贝茨解释道:"多数特征中精神健康指标的主导地位并不令人意外,因为睡眠是可能影响心理健康的五大人类功能关键领域之一。"
研究人员随后分析了参与者的静息态功能性磁共振成像数据,以确认这五种特征是否反映在大脑组织中。他们发现每种特征均与独特的大脑网络连接模式相关。例如,第一种不良睡眠与精神病理模式与深部脑结构和躯体运动网络间的增强通信相关联,后者负责处理身体感觉和运动。而"睡眠韧性"特征则显示不同的大脑特征,可能指示保护睡眠质量的神经机制。
佩罗指出:"五种睡眠特征还得到MRI测量的大脑功能独特模式的支持,表明睡眠体验不仅反映在健康和行为中,也体现在大脑的连接和活动上。"多个特征中出现的躯体运动网络变化提示该脑系统可能在睡眠、健康与行为的关系中发挥重要作用。
研究作者承认存在某些局限性。睡眠和健康数据主要基于自我报告,可能与客观测量存在差异。未来研究可整合可穿戴设备或实验室睡眠研究数据以验证这些特征。此外,由于研究仅提供时间切片数据,无法确定因果关系——尚不清楚是睡眠不良导致健康问题、健康问题干扰睡眠,抑或其他因素同时影响两者。研究对象仅限于健康青年,这些特定特征可能不适用于其他年龄群体或临床人群。
尽管存在局限,该研究提供了睡眠与整体健康关系的更精细理解。通过识别这些独特特征,研究超越了简单化标签,为认识个体体验睡眠及其后果的多样化方式提供了框架。这种方法最终可为研究人员和临床医生提供更优工具,通过将干预措施与个体特定的睡眠-生物心理社会特征相匹配来支持个人健康。
研究人员总结道:"本研究强调,通过多维度方法识别独特的睡眠-生物心理社会特征,我们开始解开个体在睡眠、健康、认知、生活方式及行为方面的差异如何相互作用——这将使研究和临床环境能更好地支持个体健康。未来研究若采用数据驱动方法,探究睡眠与生物心理社会因素间多层面关系如何随年龄、性别及其他人口特征变化或差异,将大有裨益。"
该研究《识别五种具有特定神经特征的睡眠-生物心理社会特征,揭示睡眠差异与健康、认知及生活方式因素的关联》由奥罗尔·A·佩罗、瓦莱丽亚·克贝茨、妮可·M·Y·库克、内森·E·克罗斯、拉克布·特斯法耶、弗洛伦斯·B·波马雷斯、李静伟、迈克尔·W·L·契、陈天唐和B·T·托马斯·姚共同完成。
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