麻省总医院发现睡眠纺锤波可作为生物标志物检测神经退行性疾病

文章要点

• 睡眠纺锤波，即在睡眠过程中发生的大规模大脑活动，与认知功能有关，可以通过自动化方法进行测量，但对于确定哪些睡眠纺锤波参数是重要的还没有共识。

• 研究人员描述了纺锤波检测参数设置如何影响纺锤波与认知之间的关联，并确定了与认知表现最相关的参数。

“随着神经退行性疾病负担的上升，迫切需要一种敏感的认知生物标志物。”——麻省总医院临床医学研究员Noor Adra

临床医生可能对个体睡眠时出现的某些脑电波模式进行评估，以帮助他们诊断痴呆症和其他与记忆、语言和思维有关的疾病。麻省总医院和贝斯以色列女执事医疗中心（Beth Israel Deaconess Medical Center, BIDMC）的研究人员在《Sleep》（睡眠）期刊上发表的一项新研究有助于改善检测这些脑波模式或睡眠纺锤波的自动方法，并将它们与认知功能联系起来。

睡眠纺锤波是在非快速眼动睡眠期间大量发生的大脑活动，可以通过在头皮上放置非侵入性电极的脑电图（EECs）进行评估。睡眠纺锤波被认为是一种“指纹”，在个体间存在差异，具有高度遗传性，并且在夜间趋于一致。

论文主要作者，麻省总医院临床医学研究员Noor Adra表示：“随着神经退行性疾病负担的上升，迫切需要一种敏感的认知生物标志物。这导致了研究睡眠纺锤波的热潮——一种睡眠期间观察到的大脑活动的振荡模式，以及它们在各种神经精神状况和认知表现中的作用。”

尽管睡眠纺锤波和其他大脑特征代表了神经退行性疾病和精神疾病的潜在电生理标志物，但检测和评估睡眠纺锤波并不简单。论文合著者、麻省总医院神经病学系研究员Haoqi Sun博士表示“人们已经知道，在大脑中睡眠期间这些短暂的高频事件与认知密切相关，特别是与学习和记忆密切相关。但是当你试图在100多个睡眠记录中检测纺锤波时，事情变得不那么清楚，例如什么是最佳阈值，什么是最佳最小持续时间等等。”

睡眠纺锤波通常通过对脑电图的目视检查进行分析，但自动化方法可以提供更一致的结果。然而，对于这种自动化方法的参数，还没有达成共识。为了解决这些问题，研究人员设计了涉及167名成年人的睡眠相关实验，以描述纺锤波检测参数设置如何影响纺锤波特征与认知之间的关联，并确定与认知表现最相关的参数。

研究小组还发现，睡眠纺锤波与所谓的流体智力密切相关，流体智力依赖于抽象思维和解决问题的能力，在痴呆症的早期阶段会下降。Adra表示：“因此，我们的发现支持睡眠纺锤波作为一种基于睡眠的流体智力生物标记物。通过优化这一基于睡眠的认知生物标志物的检测，我们希望能够指导未来的研究，以检测神经退行性变人群中这种生物标志物的敏感性。”

“睡眠纺锤波是睡眠期间大脑活动的许多重要可测量特征之一，它提供了一个了解大脑当前健康状态和个体罹患脑部疾病或认知能力下降风险的窗口。现在我们更好地了解了如何测量睡眠纺锤波，我们可以将其加入到不断增长的大脑健康信息库中——可以在睡眠期间测量的健康指标，这些指标将是我们寻求开发能够保护和增强大脑健康的治疗方法的重要工具。”共同高级作者M.Brandon Westover博士补充道，他是麻省总医院神经病学系研究员，也是麻省总医院McCance大脑健康中心的数据科学主任。

麻省总医院成立于1811年，是哈佛医学院最初设立且规模最大的教学医院。我们拥有全美最大的以医院为基础的研究项目，同时也是美国国立卫生研究院研究资金最大的接受者，我们的研究项目横跨医院的20多个临床部门和中心。麻省总医院可以为几乎每一个专科和次专科、内科和外科领域提供精准的诊断和治疗。我们的六个多学科护理中心以癌症、消化系统疾病、心脏病、神经内科、血管医学和创伤中心的创新而闻名世界。

另外麻省儿童总医院提供全面的小儿保健服务，从初级护理到运用尖端疗法诊治复杂和罕见的疾病。麻省总医院连续多年被《美国新闻与世界报道》评为美国最顶级医院之一，在14项专科排名中均获得名次的医院。在接受评估的近5000家医院中，麻省总医院自1990年评选举办开始便一直占据荣誉榜顶级医院之列。