导语
我们都认识那种似乎不受睡眠不足影响的人。他们通宵熬夜，第二天早上出现，依然能正常工作。而我们其余的人，在经历一个糟糕的夜晚后，连睁开眼睛都很困难，更别提清晰思考了。为什么有些人比其他人更能应对睡眠剥夺？今天发表在《睡眠》（Sleep）杂志上的一项新研究指向了一个令人惊讶的答案：这可能取决于某些脑网络在长时间清醒过程中的稳定性。
亚利桑那大学医学院和密歇根大学的研究人员让16名健康成年人经历了一项艰苦的39小时完全睡眠剥夺实验，并在前32小时内对他们的大脑进行了六次扫描。他们发现，尽管睡眠压力不断增加，但那些保持认知表现的人，在两个特定的脑功能子网络中拥有显著更稳定的功能连接：一个连接丘脑与皮层区域，另一个连接视觉区和记忆相关区域。
研究发现
这项研究由亚利桑那大学社会、认知与情感神经科学（SCAN）实验室的Jungwon Cha和资深作者William D.S. Killgore领导，使用静息态功能磁共振成像来追踪睡眠剥夺过程中脑连接的变化。参与者在实验室中受到持续监控，不允许小睡、摄入咖啡因或使用任何兴奋剂。他们每隔一段时间进入扫描仪进行静息态扫描，然后完成精神运动警觉任务（PVT）,,一项测量对视觉刺激反应时间的持续注意力金标准测试。
实验结束时，PVT的表现出现了明显分化。一些参与者在整个39小时内保持了相对稳定的反应时间。其他人则表现出逐渐变慢的趋势，这是大脑在与睡眠压力的斗争中失利的经典特征。
当研究人员使用基于网络的统计方法分析fMRI数据时，两个子网络成为预测谁能够坚持、谁会崩溃的关键指标。
第一个是丘脑皮层子网络，涉及丘脑、苍白球和广泛的皮层区域。丘脑充当大脑的感觉中继站，控制信息流向皮层。在低恢复力个体中，其连接随时间逐渐减弱，而高恢复力参与者在同一回路中保持了稳定的连接。
第二个是感知记忆子网络，连接视觉皮层与记忆相关区域。模式同样清晰：稳定的连接意味着稳定的表现。那些在睡眠剥夺过程中视觉记忆连接保持稳定的参与者，在PVT中持续快速反应。而那些连接性下降的参与者，其反应时间也相应地增加。
重要的是，这种效应与谁一开始拥有更强的连接无关。关键在于变化的轨迹。高恢复力个体在基线时并不一定拥有更强的连接。他们的与众不同之处在于，他们的连接性没有随时间恶化。支持注意力和警觉性的脑网络即使在生物钟超过正常清醒期后仍保持韧性。
为何重要
睡眠不足在现代生活中普遍存在。轮班工人、医学住院医生、军事人员、长途卡车司机和新父母都面临长时间的清醒状态，而且往往是在需要做出关键决策的时候。理解为什么某些人更容易受到睡眠剥夺的影响，而另一些人似乎具有保护机制，对安全、表现和健康具有现实意义。
研究结果表明，丘脑皮层和感知记忆网络中稳定的功能连接可能作为睡眠不足恢复力的神经特征。如果这些模式能够被实时检测，也许可以在个体自己意识到之前，识别出他们何时即将进入认知衰竭状态。
研究人员指出，可穿戴脑电图甚至先进的基于fMRI的监测系统有一天可能提供疲劳状态警告。想象一个系统，它会提醒疲惫的外科医生、卡车司机或空中交通管制员：他们的脑网络开始不稳定，是时候休息一下了。这种实时疲劳监测可以预防由睡眠不足错误引起的事故。
这项研究也增加了越来越多的证据，表明对睡眠剥夺的恢复力并非单一特质，而是反映了特定神经回路的稳定性。这将问题从”你对睡眠剥夺有恢复力吗？”重新定义为”你的哪些脑网络具有恢复力？”，并指向了可能在脆弱回路失效前加强它们的有针对性干预措施。
局限性
这项研究规模较小，仅有16名参与者，研究结果需要在更大、更多样化的样本中重复验证。39小时完全睡眠剥夺实验虽然严格控制，但并不能完美反映现实中的睡眠不足,,后者往往是部分性的、慢性的或间歇性的，而非连续一段时间的清醒。静息态功能磁共振成像捕捉的是参与者未执行任何任务时的脑活动，因此这些连接模式如何转化为疲劳状态下的现实决策仍然是一个未解之谜。研究人员也指出，恢复力是通过单一行为指标（PVT反应时间）定义的，更广泛的认知评估可能会揭示不同的模式。
要点
重要的不是强度，而是稳定性。在睡眠剥夺期间保持认知表现的人，不一定在开始时拥有更强的脑连接。他们拥有的是不会随时间减弱的大脑连接。本研究中确定的丘脑皮层和感知记忆子网络可能充当了长时间清醒影响的神经缓冲器，监测它们的稳定性有一天可能有助于预测和预防高风险环境中与疲劳相关的失误。
婷 翻译
来源
Cha J, Negelspach D, Huskey A, Kennedy K, Katz J, Forger D, Killgore WDS. Functional brain network stability reflects individual resilience during sleep deprivation. Sleep. 2026 Jul 21. DOI: 10.1093/sleep/zsag201. PMID: 42477887.