Nature Aging | 复旦大学冯建峰/程炜揭示每晚睡7小时刚刚好 睡过多或过少都有损大

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老年人的睡眠时间、精神疾病和痴呆症密切相关。然而，潜在的遗传机制和大脑结构变化尚不清楚。

4月28日，复旦大学冯建峰及程炜共同通讯在Nature Aging在线发表题为“The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health”的研究论文，该研究使用来自英国生物银行的数据（近50万人，主要是欧洲血统的 38-73 岁参与者，包括 94% 的白人），确定了睡眠之间的非线性关联，大约 7 小时是最佳睡眠时间（睡太多或睡太少都与较差的认知能力和心理健康有关），而遗传和认知因素、大脑结构和心理健康是关键指标。

这种相互联系最重要的大脑区域包括前中央皮质、外侧眶额皮质和海马。纵向分析显示，睡眠时间不足和过度与随访时参与者的认知能力下降显著相关。此外，结构方程建模确定了一个包含多基因风险评分 (PRS)、睡眠、大脑结构、认知和心理健康的统一模型。总之，该研究表明可能的遗传机制和大脑结构变化可能是睡眠持续时间与认知和心理健康之间非线性关系的基础。

睡眠在认知处理和维持心理健康方面发挥着重要作用，包括巩固记忆和情绪处理。睡眠还通过清除废物提供重要的神经保护功能。睡眠时间的变化是一个重要的睡眠特征，与多种疾病和精神疾病有关，包括心脑血管疾病和痴呆症。每晚睡眠时间少于 4-5 h 与死亡率增加有关。睡眠时间延长已被认为是痴呆症的潜在标志。

睡眠模式的改变，包括难以入睡和保持睡眠，睡眠数量和质量下降以及睡眠效率下降是衰老过程的重要特征。因此，睡眠障碍在老年人群中普遍存在，并可能伴随着认知能力下降和健康状况下降。与此相关的是，最近的一项研究表明，睡眠时间与整体认知能力下降之间存在倒 U 型关联，睡眠时间少于 4 h 或超过 10 h 是有害的。此外，在老年人的夜间睡眠时间和脑脊液 (CSF) 淀粉样蛋白沉积生物标志物之间观察到 U 型关联，最佳睡眠时间约为 6 h。然而，在一个大型队列中，睡眠持续时间的最佳水平及其与遗传和大脑机制以及认知和心理健康的关系仍有待确定。

睡眠异常与老年人大脑结构的有害变化有关。先前的研究表明，在 55 岁以上的参与者中，睡眠时间每减少一小时，ventricular容积就会增加 0.59%。中老年人总睡眠时间较短与白质微结构受损有关。一项纵向研究表明，与睡眠调节有关的大脑区域与年龄相关的萎缩可能导致老年人群出现睡眠障碍。尽管之前讨论了睡眠和行为测量之间可能存在的非线性关系，但之前考虑睡眠持续时间和大脑结构的报告都集中在线性关系上。

研究指南（图源自Nature Aging）

为了解决大脑和遗传机制是否是睡眠持续时间、认知和心理健康之间非线性关联的基础，本研究使用英国生物银行的大型队列研究了中晚期成年人的睡眠持续时间。这个庞大的队列使研究人员能够准确地确定年龄和睡眠之间的相互作用。UK Biobank 是一个大型数据库，包含来自英国参与者的认知评估、心理健康问卷 (MHQ) 、脑成像以及深入的遗传信息。

该研究的目标有四个：首先，调查睡眠时间与各种心理健康状况和认知表现之间是否存在非线性关联；其次，利用神经影像学数据研究睡眠时间与大脑结构之间的关系；第三，利用结构方程模型探索睡眠、PRS、大脑结构、心理健康和认知功能之间的关系；最后，通过纵向分析来检验睡眠时长、认知和心理健康的方向性和直接关联性。该研究假设睡眠时间与心理健康、认知和大脑结构之间存在非线性关联。非最佳睡眠时间与随后的较差认知表现和心理健康症状有关。此外，该研究假设睡眠时间和行为测量之间的这种非线性关联可能得到大脑和遗传机制的支持。

该研究使用来自英国生物银行的数据（近50万人，主要是欧洲血统的38-73 岁参与者，包括 94%的白人），确定了睡眠之间的非线性关联，大约 7 小时是最佳睡眠时间（睡太多或睡太少都与较差的认知能力和心理健康有关），而遗传和认知因素、大脑结构和心理健康是关键指标。

这种相互联系最重要的大脑区域包括前中央皮质、外侧眶额皮质和海马。纵向分析显示，睡眠时间不足和过度与随访时参与者的认知能力下降显著相关。此外，结构方程建模确定了一个包含多基因风险评分(PRS)、睡眠、大脑结构、认知和心理健康的统一模型。总之，该研究表明可能的遗传机制和大脑结构变化可能是睡眠持续时间与认知和心理健康之间非线性关系的基础。

参考消息：

/articles/s43587-022-00210-2

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