早期睡眠不足会阻碍大脑发育，增加自闭症风险。无法从睡眠不足中恢复的幼鼠表现出持久的行为变化，强调睡眠在发育中的作用。

早期睡眠不足会干扰大脑发育，并可能增加自闭症等神经发育障碍的风险。最近的一项研究表明，幼鼠缺乏从睡眠不足中恢复的能力，影响突触形成和长期行为，凸显了睡眠在发育过程中的重要性。

成年人睡眠不足一直与长期的精神和身体健康问题有关，包括免疫功能减弱、体重增加、抑郁和患痴呆症的风险增加。

但为什么睡眠不足会带来如此严重的后果呢？

从我们出生那一刻起，睡眠实际上就起着至关重要的作用。婴儿时期，我们的大脑仍在形成神经元的末端，即突触，这对学习、注意力、工作记忆和长期记忆都很重要。睡眠使这些神经元得以发育和相互连接，为余生的大脑功能奠定基础。

如果这个微妙但重要的过程因不断醒来或分离焦虑而受到干扰，它可能会对大脑和行为产生持久的影响。

Graham Diering 博士。图片来源：北卡罗来纳大学细胞生物学和生理学系

现在，北卡罗来纳大学医学院细胞生物学和生理学系助理教授 Graham Diering 博士实验室的研究生 Sean Gay 领导的一项新研究让我们更深入地了解了早期睡眠不足如何影响大脑发育的关键部分，以及它如何增加患自闭症谱系障碍(ASD) 的风险。他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

“睡眠不足在发育过程中的独特影响在很大程度上尚未得到探索，”Diering 博士指出：“我们的数据显示，婴儿和儿童更容易受到睡眠中断的负面影响。我们还发现，在这个关键时期睡眠不足会对自闭症谱系障碍的潜在遗传风险产生负面影响。”

睡眠障碍和自闭症

睡眠问题是大脑发育问题和其他神经发育障碍（如自闭症、注意力缺陷多动障碍和智力障碍）的重要早期指标。超过 80% 的自闭症患者都出现睡眠障碍，但睡眠障碍是自闭症的起因还是后果目前尚不清楚。

迪林长期以来一直在研究睡眠如何随着时间的推移增强突触（这一过程称为突触可塑性）以及睡眠不足如何导致认知和神经退行性疾病。如果研究人员能够更好地理解睡眠与 ASD 之间的联系，研究人员和医生也可以更早地做出诊断并提出新的治疗策略。

2022 年，Diering 实验室试图了解生命早期的睡眠中断是否会与潜在的 ASD 遗传风险相互作用，从而导致成年行为的长期变化。研究人员利用小鼠模型发现，生命第三周（类似于人类 1-2 岁）的睡眠中断会导致遗传上易患 ASD 的雄性小鼠出现长期的社交行为缺陷。

睡眠反弹研究

Diering 实验室希望进一步探索这些发现，这次他们深入研究成年和发育中的小鼠模型如何弥补睡眠不足。研究人员使用配备高灵敏度传感器的专用小鼠房，能够仔细跟踪小鼠的运动和呼吸，从而记录小鼠的清醒和睡眠状态。

研究人员发现，当成年小鼠模型中缺少大量睡眠时，它们会通过在正常活动时间增加睡眠时间来弥补。这种反应被称为“睡眠反弹”，它可以让成年小鼠“弥补”缺失的睡眠。

另一方面，年轻的老鼠则完全没有睡眠反弹。这证实了研究人员的假设，即年轻的老鼠可能更容易受到睡眠不足的有害影响。研究人员还指出，年轻老鼠的睡眠不足完全损害了它们在学习记忆任务中的表现，而成年人在睡眠不足后恢复得更快。

接下来，实验室将注意力转向睡眠和睡眠不足对神经突触的影响，突触介导神经元之间的交流，是记忆形成和存储的主要位置。它们在促进睡眠健康方面发挥着关键作用，也得到了广泛的研究。

研究人员进行了大量分子分析，以研究睡眠不足如何影响突触。利用尖端蛋白质分析，他们能够绘制出影响突触的蛋白质组成和生化变化。分析表明，幼鼠睡眠不足会严重影响突触形成，而成年鼠则不会。突触形成是大脑发育的一个关键方面。

Diering 博士说：“这提供了目前最大的、最全面的数据集之一，用于研究整个生命周期中睡眠不足的分子效应。”

自闭症的未来治疗途径

该实验室的一项持续任务是开发可用于儿童的下一代睡眠药物，该任务通过当前研究的分子工作得以实现。他们希望开发一种药物，这种药物可以靶向突触来恢复睡眠功能，而不是改变睡眠行为本身，而不是作为镇静剂。

“发育不是可以倒退再来的事情，”Diering 博士强调：“睡眠对整个生命都很重要，尤其是在发育过程中。了解我们现在所知道的知识将更加重视对自闭症睡眠问题的理解，并可能为治疗自闭症和其他发育疾病提供重要的治疗途径。”

参考文献：Sean M. Gay、Elissavet Chartampila、Julia S. Lord、Sawyer Grizzard、Tekla Maisashvili、Michael Ye、Natalie K. Barker、Angie L. Mordant、C. Allie Mills、Laura E. Herring 和 Graham H. Diering 撰写的“发育中的前脑突触特别容易受到睡眠不足的影响”，2024 年 10 月 23 日，《美国国家科学院院刊》。DOI：10.1073/pnas.2407533121