睡眠剝奪對健康成人睡眠腦電圖的變化觀察

山東省淄博市精神衛(wèi)生中心 路英智 任清濤 吳英麗 張勤峰 馬秀青 蒲金玉 董漢振 劉情情

山東省淄博市職業(yè)病防治院 宗莉

睡眠剝奪（sleep deprivation，SD）是近年國際研究熱點之一［1］。一般認為，睡眠剝奪對人的精神活動有多方面的影響，受試者經過睡眠剝奪后可出現注意力不集中、精力下降以及反應遲鈍等［2］。目前國內較少這方面報道，最近我們做了這項工作，現報道如下。

資料與方法

一、研究對象

入選2012年3月-2013年5月本單位職工和進修生34例，男20例，女14例；年齡為22～45歲，平均年齡為（37±9）歲。入組時身心健康，無任何符合診斷標準的精神疾患和神經系統(tǒng)疾病，也無酒精或藥物濫用史，精神病家族史陰性，文化程度≥12年教育。

上述受試者均自愿參加，能夠努力配合試驗。家屬知情同意。

二、試驗方法

1.所有受試者被剝奪睡眠36 h（從第1天6：00到第2天18：00）。在禁睡期間，受試者不能離開實驗室，提供豐富的飲食、充足的飲料、各種娛樂條件及豐厚的獎勵。并禁用興奮藥物及咖啡等。采用一對一式的專人監(jiān)護，以保持其處于清醒狀態(tài)。

2.監(jiān)測方法：受試者均需在實驗室連續(xù)睡眠3夜。前1夜適應環(huán)境，第2夜啟動正式記錄。睡眠剝奪前的整夜日本光電公司睡眠腦電圖儀（型號1518K），由日本太陽交易株式會社制造。以及在睡眠剝奪后的整夜PSG。受試者單獨睡一房，儀器和記錄放置在另一房間，室溫18 ～26 ℃，由受試者自行安排睡眠和起床時間。第1夜試睡時的各項條件同第2夜和第3夜正式檢測。若睡眠記錄因環(huán)境改變不能反映平時睡眠情況，則資料舍棄不用，本研究中共發(fā)現5例。

檢測應用日本光電睡眠腦電圖儀（型號1518K），由日本太陽交易株式會社制造。電極為直徑1cm的盤狀鍍銀電極，共有4個導聯。其中2個導聯為眼電圖（EOG），置于左眼（或右眼）外眥向下（或向上）向外1cm處，參考電極置于為耳垂；1個導聯為張力性肌電圖（EMG），置于下頜中線旁開1.5cm處；另一個導聯為腦電圖（C3-A2）。信號輸入多導生理記錄儀放大并描記。時間常數0.3s，高頻濾波30 Hz，增益1，定標電壓50μV。除C3點電極使用火棉膠固定處，其余電極仍用自配黏膠固定。

三、測量指標［2］

測量指標：①睡眠進程：總記錄時間（total recording time，TRT）：從受試者關燈開始記錄至開燈終止記錄所需時間。睡眠潛伏期（sleep latency，SL）：熄燈至S1出現的時間。醒起時間（early morning awakening time，EMAT）：最后覺醒至起床所花時間。醒覺時間（awake time，AT）：睡眠開始至最后覺醒前的覺醒時間。運動覺醒時間（movement awake time，MAT）：睡眠開始至最后覺醒前之間由于軀體運動所致不完全覺醒的時間。醒覺次數（arousal times，AT）：整個睡眠覺醒次數累計和。睡眠總時間（total sleep time，TST）：入睡至最后覺醒時間減去期間覺醒的時間。覺睡比（AT / TST）：覺醒時間與睡眠總時間之比。睡眠效率（sleep efficiency，SE）：睡眠總時間與總記錄時間之比。睡眠維持率（sleep maintenance，SMT）：睡眠總時間與入睡至最后覺醒時間之比。②睡眠結構：第1～第4階段百分比（S1、S2、S3、S4）和快速眼運動（Rapid eye movement，REM）睡眠百分比，以上所指的是，每個睡眠階段S1、S2、S3、S4及REM睡眠百分比（REM）。③REM測量值。REM睡眠潛伏期（REM latency，RL）：入睡至第1個REM出現之間的時間。REM活動度（REM activity，RA）：把每分鐘REM睡眠劃分為9個單位（0～8），計算每個REM睡眠階段中快眼球運動時間為多少單位，再將每個階段的單位數相加，便為REM活動度。REM強度（REM intensity，RI）：REM活動度/睡眠總時間。REM密度（REM density，RD）：REM活動度/REM時間。REM睡眠時間（REM time，RT）：整夜REM所占時間。REM周期數（number of REM period，NRP）：整夜REM周期出現的數目。

四、統(tǒng)計學處理

PSG的操作及分析方法參照Rechetschaffen制定的標準［3］。并采用日本睡眠腦波分析程序（Polysmith/QP-260A）。分析指標包括睡眠進程、睡眠結構和REM睡眠3個方面的20項指標。本研究為自身對照設計。所有數據應用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件包處理。用成組t檢驗來比較睡眠剝奪前后之間 PSG指標的差異。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

與睡眠剝奪前比較，睡眠剝奪后健康成人PSG主要表現為：SL縮短，RL縮短，NREM中的S1減少以及S4的顯著增多，上述差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05或P＜0.01）。但在TRT、EMAT、ATA、MAT、AT、A/TSA和S2等16項指標上，健康成人睡眠剝奪前后的差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 健康成人睡眠剝奪前后PSG主要指標的比較（±s）

表1 健康成人睡眠剝奪前后PSG主要指標的比較（±s）

注：與剝奪前相比，aP＜0.01

分組SL（min）RL（min）NREM S1（%）NREM S4（%）剝奪前22±988±1010±211±4剝奪后 8±5a 54±10a 5±2a 27±5a

討 論

在日常生活中，不少人有過睡眠減少對其生理功能產生影響的經歷，因而睡眠剝奪是一種較為普遍現象。睡眠剝奪對人的精神活動有多方面的影響，受試者經過睡眠剝奪后可出現注意力不集中、精力下降以及反應遲鈍等。對于嬰兒，睡眠剝奪是嬰兒突然死亡的一個危險因素［4，5］。

自從Patrick首次對人進行睡眠剝奪的研究以來，對睡眠剝奪的認識開始受到臨床重視［2］。本研究對34例健康成人志愿者進行睡眠剝奪36 h，并在睡眠剝奪前和睡眠剝奪后進行PSG整夜監(jiān)測并記錄。結果顯示，與睡眠剝奪前相比，睡眠剝奪后健康成人PSG主要表現為SL縮短，非快速眼運動（NREM）睡眠中的S1減少以及S4的顯著增多。這一結果重復了Crevits等的報道［6］。

睡眠剝奪對機體影響是多方面的。Crevits等報道［6］睡眠剝奪效應，健康成人經40 h醒態(tài)已感身體疲勞，與對照組比較，行為反應變慢、辨認錯誤率增加。其P300波幅變小，潛伏期增加。該作者注意到波幅在所有試驗過程及不同記錄電極間同樣程度下降。提示睡眠剝奪效應是由總體水平的醒覺狀態(tài)下降所致。Matsumoto等發(fā)現［7］，當健康成人整夜睡眠剝奪后，對受試者從12∶00后每4 h測量其自然殺傷細胞的活性，可觀察到NK細胞活性顯著增高。Ogawa等報道［8］，24 h睡眠剝奪后，受試者的收縮壓增高，而心率和支配肌肉的交感神經活動下降。Kundermann等［9］報道，睡眠剝奪導致痛覺過敏的改變，使熱痛覺閾值顯著降低，也使冷痛覺閾值降低，且這種改變不能由軀體感覺功能的改變所解釋。

本研究結果顯示，NREM中的S4在睡眠剝奪后顯著增多，這與文獻報道一致［10］。一般認為，睡眠剝奪后，無論睡眠剝奪屬于什么類型，睡眠剝奪后可立即出現的NREM睡眠增多。提示健康成人在睡眠剝奪之后進行的睡眠時通過增加深度慢波睡眠S4的量來達到恢復其睡眠的作用，即所謂的“補償”機制。美國和歐洲已有若干文獻報道睡眠剝奪有治療抑郁癥的作用。陳興時的研究顯示，睡眠剝奪在睡眠剝奪當天能使5羥色胺水平升高［5］。在睡眠恢復的當天，即使小鼠的睡眠量正常，但其5-HT仍然保持較高的水平。這也證明睡眠剝奪在治療抑郁癥中的作用［2］。總之，睡眠剝奪對機體的神經內分泌作用是比較明確的［7-10］。

通過本研究我們認為，睡眠剝奪后再睡眠，健康成人通過其NREM睡眠階段中S4的比例作為“補償”。睡眠剝奪可影響健康成人的腦電生理活動。

1 劉名順，閻寶云，董金勝，等.主編.現代實用腦電地形圖學.北京：中國科學技術出版社，2013：28-31.

2 沈漁邨主編.精神病學.第5版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2009：187-237.

3 Recheschaffen AK.Amanual of standardized terminology：technipues and scoring system for sleep stages of human subjects.1stI sted los Anyeles：UCLA，Brain Information Service/Brain Research Instieute.1968：1-13.

4 Franco P，Seret N，Van Hees JN，et al.Decreased arousals among healthy infants after short-term sleep deprivation.Pediatrics.2004，114（2）：192-197.

5 陳興時，張明島.加強睡眠障礙的臨床及檢測工具研究.上海醫(yī)學.2004，27（1）：1-5.

6 Crevits L，Simons B，Wildenbeest J.Effect of sleep deprivation on saccades and eyelid blinking.Eur Neurol.2003，50（3）：176-180.

7 Matsumoto Y，Mishima K，Satoh K，et al.Total sleep deprivation induces an acute and transient increase in NK cell activity in healthy young volunteers.Sleep.2001，24（7）：804-809.

8 Ogawa Y，Kanbayashi T，Saito Y，et al.Total sleep deprivation elevates blood pressure through arterial baroreflex resetting：a study with microneurographic technique.Sleep.2003，26（8）：986-989.

9 Kundermann B，Spernal J，Huber MT，et al.Sleep deprivation affects thermal pain thresholds but not somatosensory thresholds in healthy volunteers.Psychosom Med.2004，66（6）：932-937.

10 Holsboer-Trachsler E，Seifritz E.Sleep in depression and sleep deprivation：a brief conceptual review.World J Biol Psychiatry.2000，1（4）：180-186.