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不愉快经历的记忆可能会侵入意识之中，通常是对某些提示的反应。对于大多数人来说，这种侵入性记忆只是偶尔且短暂的干扰，但对于患有抑郁症、焦虑症和创伤后应激障碍等心理健康障碍的个体而言，它们可能是反复出现、生动且令人不安的。鉴于侵入性记忆的跨诊断意义，深入理解引发其出现的机制对于改善情绪健康和减轻全球心理健康负担至关重要。

睡眠障碍与侵入性记忆有关，但支撑这种关系的神经认知机制尚未被充分理解。在此，作者发现睡眠剥夺会破坏前额叶对记忆提取的抑制作用，而这种抑制机制在夜间恢复与快速眼动（REM）睡眠所花费的时间有关。睡眠剥夺引起的认知功能障碍与行为上抑制不想要的记忆的能力下降有关，并且与自我生成思维的有意识模式的恶化同时发生。作者得出结论，睡眠剥夺通过破坏控制记忆抑制的神经回路引发侵入性记忆，而这一过程可能依赖于REM睡眠。

1.睡眠剥夺损害前额叶记忆控制

经过一夜的睡眠剥夺或休息良好的睡眠后，参与者进入磁共振成像（MRI）扫描仪，并执行“思考/不思考”任务，任务中他们关注提示线索（面孔），这些面孔分别与情绪上负面或中性的场景配对。对于每个提示线索，参与者要么积极回忆相应的场景（“思考”试验），要么直接抑制其回忆（“不思考”试验），然后提示是否唤起了对场景的意识（这使作者能够识别出失败的抑制尝试，即所谓的“侵入”）。

首先评估睡眠剥夺对记忆控制行为表现的影响。反复抑制侵入性记忆会使它们随时间变得不那么侵入性。研究结果表明，参与者在试验块中报告的侵入性记忆数量总体呈下降趋势。然而，这种抑制的适应性益处受到组别的影响，表明睡眠剥夺改变了抑制记忆随时间变得不那么侵入性的速率。具体而言，与休息良好的参与者相比，睡眠剥夺的参与者在TNT试验块中抑制不想要记忆的能力显著受损。

认知抑制控制与心率变异性的高频成分相关，这种关系可能受到睡眠剥夺的调节。研究发现，较高的高频心率变异性（HF-HRV）与睡眠良好个体的更高侵入性斜率得分相关，表明这些个体更擅长抑制不想要的记忆。而在睡眠剥夺的个体中，较高的HF-HRV与更低的侵入性斜率得分相关，这可能反映了睡眠剥夺对记忆控制的负面影响。

研究进一步探讨了睡眠剥夺对记忆抑制神经相关性的影响。结果显示，与休息良好的睡眠相比，睡眠剥夺显著降低了右侧背外侧前额叶皮层（rDLPFC）在记忆抑制过程中的激活。此外，睡眠剥夺还导致右侧海马体在记忆抑制过程中的解耦减弱。

研究表明，睡眠剥夺通过损害前额叶记忆控制机制，导致不想要的记忆更频繁地侵入意识。这种损害可能与睡眠剥夺对认知抑制控制的负面影响有关，特别是对rDLPFC和海马体功能的干扰。

图1. 实验步骤

图2. 自适应记忆抑制

2. 快速眼动（REM）睡眠恢复前额叶记忆控制

作者进一步探讨了REM睡眠在夜间恢复记忆控制中的作用。REM睡眠持续时间越长，与记忆抑制相关的右侧背外侧前额叶皮层（rDLPFC）活动越强（图3E）。这表明REM睡眠对记忆抑制过程中的前额叶活动具有特异性恢复作用。REM睡眠持续时间与抑制过程中的rDLPFC活动显著相关（图3F），但与提取过程中的rDLPFC活动无关。此外，REM睡眠持续时间与右侧海马体的抑制相关活动无显著相关性。相比之下，非REM睡眠各阶段（N1、N2、N3）的持续时间与rDLPFC或右侧海马体的抑制相关活动均无显著相关性。这些结果表明，REM睡眠在恢复前额叶控制机制中发挥重要作用。

图3. 记忆抑制过程中的功能性大脑反应

 3. 睡眠剥夺破坏适应性网络分离

为了评估睡眠剥夺对大脑内在连接特征的影响，参与者在完成“思考/不思考”（TNT）评估阶段后接受了静息态（RS）功能性磁共振成像（fMRI）扫描。研究表明，睡眠剥夺会破坏默认模式网络（DMN）和认知控制网络（CCN）之间的功能解耦，经过睡眠剥夺后，DMN种子点与多个CCN区域之间的功能连接显著增加，而休息良好的睡眠则没有这种现象（图4A）。这表明睡眠剥夺阻止了DMN与通常可分离的大脑网络保持功能上的独立性，从而导致认知控制的失败。

与休息良好的睡眠相比，睡眠剥夺显著降低了DMN种子点与双侧丘脑之间的功能连接（图4B）。然而，对于CCN种子点而言，在睡眠剥夺和休息良好的参与者之间并未观察到丘脑连接性的差异。因此，睡眠剥夺导致的丘脑皮层连接性破坏似乎主要集中在DMN，并且可能因此导致DMN与支持外部聚焦认知的大脑网络之间的适应性功能分离。

图4. RS功能连通性与自生思维模式

4. 睡眠剥夺减少有意识的思维模式

最后，作者研究了睡眠剥夺对在高、低认知需求条件下正在进行的思维内容的影响。在睡眠剥夺或休息良好的睡眠前的晚上，以及次日早上，参与者完成了一项对外部注意力要求不同的任务（图1B）。在间歇时间，参与者使用MDES（一种对任务情境和日常活动敏感的思维采样技术）描述他们正在进行的思维内容。作者对MDES数据应用了主成分分析（PCA）识别潜在的思维模式。第一个识别出的成分捕捉到了一个与任务相关的维度，对应于对任务的刻意且详细的思考（图4C）。尽管在晚上（睡眠剥夺或休息良好之前）的会话中，两组之间在任务相关思维上没有差异，但在次日早上出现了差异，睡眠剥夺的参与者表现出的任务相关思维少于休息良好的参与者（图4D）。这些结果表明，无论认知需求是高还是低，睡眠剥夺都削弱了进行有意识、任务相关思维的能力。

结论

作者的研究结果表明，睡眠剥夺导致支持适应性控制的大脑网络广泛受损。具体而言，睡眠剥夺削弱了右侧背外侧前额叶皮层（rDLPFC）在记忆抑制过程中的参与度，增加了与记忆抑制相关的海马体活动，并破坏了支持内部聚焦和外部聚焦认知的功能连接。在休息良好的参与者中，记忆抑制过程中rDLPFC的参与度与REM睡眠时间相关，这表明REM睡眠可能在夜间恢复前额叶记忆控制机制中发挥核心作用。综合来看，作者的研究结果突出了睡眠在维持对记忆和正在进行的思维的控制中的关键作用。

睡眠是恢复脑力、体力所必须的行为，睡眠障碍会影响大脑思维，并导致疾病发生，从而使人体从健康状态转向亚健康，甚至是疾病状态， 为了研究睡眠障碍及研制抗疲劳药物或保健品，需要前期动物模型实验，因此睡眠剥夺设备是必不可少的仪器。

SA109型大小鼠睡眠剥夺仪参考进口同类产品重新升级设计，提供一个标准的居住环境，其中包括食物和水的支持。它不需要动物一直处于行走的状态，通过可调节螺旋杆的旋转周期，实现动物睡眠剥夺试验；系统还配备了昼夜节律灯光控制系统，预留额外接口，可配合光遗传实验、钙离子成像实验用。