如果睡眠不足，我们的大脑会怎么样？

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“不要熬夜，不要熬夜，熬夜等于慢性自杀！”其实这些言论每天都在我们身边不绝于耳。虽然我们直观上知道熬夜有很多不好的地方，但睡眠不足究竟如何具体地影响我们的大脑并不十分清楚。没有睡眠，我们的认知和情感能力就会受到明显的影响。研究人员以神经影像学作为研究方法，发现睡眠剥夺（SD）会对注意力和工作记忆、情绪以及海马学习产生影响。下面小编将从这几个方面带大家去了解一下SD是如何影响大脑运转的。

睡眠剥夺对注意力和工作记忆的影响

注意力这种认知能力特别容易受到睡眠缺失的影响，fMRI的研究发现SD会导致被试在执行注意任务过程中背外侧前额叶皮层（DLPFC）和顶内沟（IPS）的活动量降低（图1）。进一步的研究发现，SD还会导致纹外视皮层的活动量以及其与上述DLPFC和IPS的连接的降低。此外，SD会引起持续注意过程中的丘脑活动的改变，但是丘脑活动量是增强还是降低目前并未有一致的结论。因此，丘脑可能作为一个关键的门控中枢，脑干上升唤醒信号（brainstem ascending arousal signals）的改变通过它影响SD条件下的皮质注意网络（图1）。近期研究发现，默认模式网络(DMN)的不稳定性也被认为与SD的注意力损害有关（图1）。

对于工作记忆，它与注意力一样，SD会导致DLPFC和后顶叶皮层活动量的降低，丘脑活动和DMN活动的改变也已经被观察到。此外，研究发现，任务状态下DMN活动的异常程度可以预测SD状态下工作记忆能力损伤的严重程度（图1）。正如在注意力任务中，丘脑活动和连接的改变也可以预测SD下工作记忆的损伤，这可能是由于丘脑在调节皮层唤醒中的关键作用。例如，海马、丘脑和DMN之间的连接增强可以预测被试具有较多的睡眠缺失，并且与较差的工作记忆任务表现相关密切。

图1a表示SD条件下与注意力和工作记忆能力相关的脑区。图1b表示，睡眠充足情况下FPN（frontoparietal network）活动与DMN活动之间存在相互的抑制，这种抑制通过来自丘脑的持续性上升唤醒信号的输入。SD条件下，FPN活动与DMN活动之间存在不稳定的相互抑制，这主要是由于来自丘脑的异常的上升唤醒信号。

图1

睡眠剥夺对情绪的影响

睡眠缺乏会稳定地触发人的负面情绪，如让人更容易愤怒，焦虑，甚至有自杀的想法。早期的影像学研究发现，面对负面刺激，SD被试的杏仁核（amygdala）的活动性增加了将近60%，但是杏仁核与mPFC脑区之间的功能连接有所降低（图2）。

图2

行为学的研究发现，对于睡眠充足的被试，他们能够很好地模拟屏幕上展示的各种表情（喜怒哀乐）；相反，对于SD被试，他们却不能够很好地模拟所展示的表情（图3）。

图3

睡眠剥夺与海马记忆编码

与正常的睡眠充足条件相比，SD会导致海马内编码相关活动的降低。此外，对于睡眠不足的被试，海马与顶内沟(IPS)、后扣带回皮层(PCC)和初级视觉区(V1)的连接性在记忆编码过程中远低于睡眠充足的被试（图4）。与工作记忆和选择性注意任务一样，在SD之后的情景记忆编码过程中，DMN的活动也会出现显著的改变。

图4

总之，这篇文章要告诉我们的是，如果睡眠不足，那么我们的注意力下降，工作记忆能力会下降，海马记忆编码活动降低，并且还会催生负面情绪。所以，还是那句老话“熬夜等于慢性自杀”，保持充足睡眠，快乐生活每一天！