五六十岁时睡眠中断会增加患阿尔茨海默病的风险
![Greater levels of pathological tau protein, primarily in the brain's medial temporal lobe (orange and yellow at bottom in cross section of the brain), were associated with weaker synchrony of slow waves (red) and sleep spindles (orange), two brain waves important for storing memories while we sleep. Credit: UC Berkeley image by Matthew Walker and Joseph Winer 五六十岁时睡眠中断会增加患阿尔茨海默病的风险](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2019/disruptedsle.jpg)
根据加州大学伯克利分校心理学家的一项新研究,那些在50岁到60岁之间睡眠质量下降的人,他们的大脑中有更多的蛋白质缠结,这使他们在晚年患阿尔茨海默病的风险更高。
这项新发现强调了每个年龄段的睡眠对保持大脑健康的重要性。
该研究的资深作者、睡眠研究员、心理学教授马修·沃克(Matthew Walker)说:“一生中睡眠不足,在很大程度上预示着大脑中阿尔茨海默氏病的发展。”“不幸的是,在我们所能测量的生命周期中,没有哪一个十年的睡眠时间是可以少的。不存在‘金发女孩十年’,你可以说,‘这是我有机会短睡的时候了。’”
沃克和他的同事,包括研究生和第一作者约瑟夫·维纳,发现根据正电子发射断层扫描(PET)测量,在40多岁和50多岁时睡眠质量下降的成年人在晚年的大脑中有更多的β -淀粉样蛋白。那些报告在五六十岁时睡眠下降的人有更多的tau蛋白缠结。β -淀粉样蛋白和tau蛋白簇都与a更高的风险虽然不是每个有蛋白质缠结的人都会出现痴呆症的症状。
基于这些发现,作者建议医生询问老年患者睡眠模式的变化,并在必要时进行干预,以改善睡眠,帮助延缓痴呆症的症状。这可能包括治疗导致打鼾和频繁呼吸停止而打断睡眠的呼吸暂停,以及失眠的认知行为疗法(CBT-I),这是一种培养健康睡眠习惯的非常有效的方法。它甚至可能包括简单的睡眠咨询,说服患者留出整整8小时的睡眠时间,以及简单的睡眠卫生技巧来实现这一目标。
“在人的一生中有不同的睡眠窗口期,这个想法真的很令人兴奋。这意味着可能会有一个很好的机会,我们可以干预治疗来改善人们的睡眠,比如使用认知行为疗法来治疗失眠,”Winer说。“除了科学进步之外,我们还希望这项研究能让人们注意到睡眠的重要性,并告诉我们在生命中的几十年里,干预可能是最有效的。”
这项研究中的95名受试者是伯克利老年队列研究(BACS)的一部分,该研究是一组健康的老年人——有些年龄达到100岁——用PET扫描了他们的大脑,PET是唯一一种能够检测大脑中β -淀粉样蛋白缠结和最近的tau缠结的技术。
Winer, Walker和他们的同事上周在《美国科学院院刊》上在线报道了他们的研究结果神经科学杂志.
脑电波不同步
该团队还发现了另一项发现。他们发现,大脑中tau蛋白水平高的人更有可能缺乏与良好睡眠相关的同步脑电波。在深度睡眠或非快速眼动睡眠(NREM)期间,整个睡眠大脑皮层的慢脑电波同步,与称为睡眠纺锤波的快速脑电波爆发同步。研究小组报告说,老年人的tau蛋白越多,脑电波的同步程度就越低。因此,这种受损的睡眠电信号可能作为人类大脑中tau蛋白的一种新的生物标志物。
沃克说:“考虑到tau蛋白破坏睡眠的后果,这种同步有一些特别的地方。”“我们认为,这些NREM脑电波的同步提供了一种文件传输机制,将记忆从短期的脆弱存储器转移到大脑中更永久的长期存储位置,保护这些记忆并使它们安全。但是当你失去同步时,文件传输机制就被破坏了。这些记忆包也不会被转移,所以你第二天早上醒来时忘记了,而不是记住了。”
事实上,去年,沃克和他的团队证明,这些大脑振荡的同步有助于巩固记忆,也就是说,对新记忆按下“保存”按钮。
几年前,沃克和他的同事们最初证明,在深度非快速眼动睡眠期间,慢波活动振幅的下降与大脑中β -淀粉样蛋白含量增加和记忆障碍有关。与这些新发现相结合,结果有助于识别可能的生物标志物,以确定日后患痴呆症的风险。
沃克说:“越来越明显的是,睡眠中断是导致阿尔茨海默病风险和与阿尔茨海默病相关的记忆力下降的一个被低估的因素。”“当然,还有其他影响因素:遗传、炎症、血压。所有这些似乎都会增加患阿尔茨海默病的风险。但我们现在开始在这个领域看到一个新玩家,这个新玩家被称为睡眠不足。”
沃克在加州大学伯克利分校的睡眠实验室中记录了一个8小时的夜间大脑节律,在此期间,31名受试者中的大多数人都戴着一顶布满19个电极的帽子,这些电极记录了连续的脑电图(EEG)。所有人之前都接受了脑部扫描,以评估他们的tau蛋白和β -淀粉样蛋白负担,这些扫描是在劳伦斯伯克利国家实验室使用PET扫描仪完成的,由研究合著者威廉·雅古斯特(William Jagust)操作,他是公共卫生教授,也是伯克利海伦·威尔斯神经科学研究所的成员。
睡眠是痴呆症的生物标志物吗?
多年来,医生们一直在寻找痴呆症的早期标志物,希望通过干预来阻止大脑的退化。β -淀粉样蛋白和tau蛋白是预测标记,但直到最近,它们才被昂贵的PET扫描检测到,而PET扫描并不普及。
然而,虽然这两种蛋白质在老年时在大脑中升级,也许在痴呆症患者中程度更大,但目前仍不清楚为什么一些含有大量淀粉样蛋白和tau的人没有出现痴呆症症状。
“主要的假设,淀粉样蛋白级联假说,是淀粉样蛋白是阿尔茨海默病发病过程中首先发生的。然后,在淀粉样蛋白存在的情况下,tau蛋白开始扩散到整个皮层,如果tau蛋白扩散太多,就会导致损伤和痴呆,”Winer说。
沃克补充说:“一生中睡眠不足可能是触发多米诺骨牌连锁反应的第一个手指,并有助于大脑中淀粉样蛋白和tau蛋白的加速。”
雅古斯特的PET研究在一定程度上支持了这一假设,该研究表明,大脑中较高水平的β -淀粉样蛋白和tau蛋白缠结与记忆衰退有关,tau蛋白比淀粉样蛋白更严重。Tau蛋白自然存在于大脑的神经元中,帮助稳定它们的内部骨架。随着年龄的增长,tau蛋白似乎会积聚在内侧颞叶的细胞内,包括短期记忆的所在地海马体。直到后来,它们才在大脑皮层中更广泛地扩散。
虽然贾古斯特已经对许多健康人以及痴呆症患者的大脑进行了PET扫描,但还需要更多的受试者来确认两者之间的关系蛋白质还有像阿尔茨海默氏症这样的痴呆症。沃克说,由于PET扫描仪目前价格昂贵且罕见,而且需要注入放射性示踪剂,因此需要其他生物标记物。
这项新研究表明,在简单的夜间睡眠研究中检测到的睡眠变化可能比PET扫描更具侵入性。
沃克说:“随着可穿戴技术的进步,这就不需要你去睡眠实验室了。”“我们的希望是,在未来,人们可以在家里佩戴一个小型的头部设备,并提供我们评估这些阿尔茨海默病蛋白质所需的所有必要的睡眠信息。我们甚至可以追踪旨在对抗这些疾病的新药的有效性大脑蛋白质。”
沃克补充说:“我认为这一信息非常明确。“如果你开始与睡眠作斗争,那么你应该去看医生,找到一些方法,比如CBT-I,可以帮助你改善睡眠。我们的目标是降低患阿尔茨海默病的几率。”
更多信息:Joseph R. Winer等人,睡眠作为人脑中tau和β-淀粉样蛋白负担的潜在生物标志物,神经科学杂志(2019)。DOI: 10.1523 / jneurosci.0503 - 19.2019