论文题目：

Bedtime to the brain: how infants’ sleep behaviours intertwine with non-rapid eye movement sleep electroencephalography features

中文翻译：睡眠时间对大脑的影响：婴儿睡眠行为与非快速眼动睡眠脑电图特征的关系

期刊：Journal of Sleep Research 影响因子：5.296

发表时间：2023年5月

发表网址：https://doi.org/10.1111/jsr.13936

摘要：
充足的睡眠对发育很重要，它能促进认知和行为功能上的神经回路的成熟。观察性研究已经将早期生活中的睡眠问题与不健康的认知、心理社会和身体健康结果相关联。但是，日常睡眠行为（例如，持续时间、规律性）与非快速眼动（NREM）神经生理学的关系-短期和长期-仍有待研究。本研究测量了32个健康的6个月大的婴儿的睡眠行为，评估其认知活动和神经生理学与高密度脑电图（EEG）的关系，以探索NREM睡眠和习惯性睡眠行为之间的关联。本研究揭示了四个发现：首先，白天睡眠行为与EEG慢波活动（SWA）相关。第二，夜间运动和从睡眠中醒来与纺锤体密度有关。第三，习惯性睡眠时间与量化与delta相干性的神经生理学连接有关。最后，6个月时的delta相干性预测了有12个月的夜间睡眠持续时间。这些新的发现拓宽了我们的理解，即婴儿的睡眠行为与三个特定的神经生理学水平密切相关：睡眠压力（由SWA确定）、丘脑皮质系统的成熟（纺锤体）和皮层连接的成熟（连贯性）。关键的下一步是将这一概念扩展到临床群体，以客观地描述婴儿“有风险”的睡眠行为，这些行为会导致以后的神经发育问题。

背景：

近年来，高密度EEG（hdEEG）已经发展为儿科脑成像方法之一，其非侵入性并且提供良好的空间和时间分辨率。几种非快速眼动（NREM）睡眠特征已经与学习和可塑性过程相关，使用高密度EEG（hdEEG）能有效的监测其过程，因此对婴儿的研究很有利。

实验被试

在纵向调查的框架内收集来自该研究的数据，目标是3、6和12个月大的健康婴儿的睡眠过程。

对于6个月的评估，我们招募了11个家庭进行hdEEG睡眠评估和睡眠跟踪。在35名实验被试中，32名（15名女性）被纳入最终分析，其中3名因记录不完整而被排除（2名因无法入睡，1名因睡眠时间太短）。婴儿是健康的（即，没有中枢神经系统疾病、急性儿科疾病、脑损伤、慢性疾病、发作性睡病、精神病或双相情感障碍的家族背景），主要母乳喂养（>50%的喂养），并且在3个月大之前没有抗生素摄入。

足月时出生体重>2500 g，父母必须具备良好的德语知识。本研究中纳入的婴儿在3个月评估开始时的平均（SD）年龄为2.79（0.18）个月，6个月评估开始时的平均（SD）年龄为5.90（0.49）个月，12个月评估开始时的平均（SD）年龄为11.85（0.22）个月。本研究获得伦理批准。

实验设计

在3、6和12个月大的婴儿中纵向评估睡眠行为，其中22名婴儿在所有三个时间点进行评估，10名婴儿仅在6个月大时进行评估。评估连续进行约11天。在每次评估期间，使用踝关节活动记录仪测量婴儿睡眠行为，同时父母完成与活动记录仪测量相同时期的24小时日记。此外，在婴儿6个月大时的时间点进行睡眠EEG评估，该时间点与体动记录数据收集期一致。

在家庭中评估的HDEEG

在实验被试家庭的家中针对每个婴儿的就寝习惯时间使用高密度网状电极帽

（124个电极，Electrical Geodesics Inc.，EGI）进行HDEEG测量进行。研究小组安装好EEG放大器和采集的计算机，并在采集前将电极帽浸泡在含有氯化钾（1%）和婴儿洗发水的电解质水（1 L）中浸泡5分钟。研究小组在父母的支持下给婴儿佩戴EEG网状电极帽，然后父母将婴儿定位在他们习惯的就寝时间。

在记录开始时测量阻抗保持为<50 kΩ，EEG数据在记录期间在线参考顶点，并使用带通滤波器（0.01，200 Hz），以500 Hz采样。夜间睡眠最多测量2小时。

HDEEG分析

使用Matlab进行EEG分析。首先，将EEG数据带通滤波（0.5-50 Hz）并下采样至128 Hz。睡眠阶段由两个独立的评分员根据美国睡眠医学学会（AASM）手册，使用20s分段并讨论以达成最终的共识。使用半自动方法，通过可视化通道和时间的频率和功率来排除伪影。

在无伪影NREM睡眠的前25-30分钟内确定所有EEG特征。在SWA（0.75- 4.25Hz）和θ（4.5- 7.5Hz）频率范围内确定每个电极的EEG功率，并在时间上取平均值。

使用Welch方法计算所有可能的电极对之间的相干性。相干值的范围从0到1，并且指示特定频率处的两个信号之间的相关性水平。

实验结果：

婴儿睡眠的定位：SWA、θ、纺锤体密度和δ相干性的地形图

我们在6个月时绘制了整个头皮的四个神经生理学特征，并可视化了SWA、θ和纺锤体的地形分布（下图）。SWA在枕叶区观察到，θ功率在额中央和枕叶区。纺锤体密度最高的中央和额叶区。

6个月龄时无伪影非快速眼动睡眠的前30分钟内四个脑电图特征的地形分布（N= 32）。

神经生理学标志物与6个月时的睡眠行为相关

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参考文献：

Schoch, S. F., Jaramillo, V., Markovic, A., Huber, R., Kohler, M., Jenni, O. G., Lustenberger, C., & Kurth, S. (2023). Bedtime to the brain: how infants’ sleep behaviours intertwine with non-rapid eye movement sleep electroencephalography features. Journal of Sleep Research, 1– 10. https://doi.org/10.1111/jsr.13936

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