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睡眠对人体健康至关重要，但随着生活节奏的加快，熬夜已成为许多人的常态。
最近，德国Jülich研究中心的科学家们发现，即使是一晚上的睡眠剥夺，也可能显著增加大脑的年龄，但这种影响是可逆的，通过补觉可以得到恢复。
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此次研究发现，一夜不睡会使大脑年龄瞬间增加1-2岁。这种影响广泛存在于整个大脑，包括灰质体积减少、皮质和白质微观结构的改变以及脑室扩张速度的加快。
为了深入了解熬夜或通宵对大脑功能的影响，研究人员运用了机器学习模型结合大脑的特定生物标志物来预测大脑的“年龄”，以此评估熬夜对大脑造成的潜在影响，并探究睡眠时长与大脑衰老之间的关系。
在这项研究中，研究人员分析了五个不同睡眠条件的134名健康志愿者的磁共振成像（MRI）数据。这些数据包括了完全睡眠剥夺（超过24小时不睡眠）、急性部分睡眠剥夺（一晚上只睡3小时）和慢性部分睡眠剥夺（连续五晚只睡5小时）的情况。
以Somnosafe数据集为例，研究中36名受试者被随机分配到对照组和实验组，每组分别有15人和21人。实验开始前，所有参与者首先经历了一晚的适应期和两晚的基线期，以适应实验室环境，每晚保证8小时的睡眠时间。
随后，实验组的参与者在接下来的五个晚上被限制只睡5小时，即进入慢性部分睡眠剥夺阶段，而对照组继续保持每晚8小时的睡眠。经过一晚的恢复后，所有参与者都进行了一次完全睡眠剥夺的测试，即连续38小时不睡眠。最终，实验以一个10小时的恢复睡眠的夜晚结束，MRI测试时间在图表中以红色框标记。
通过对Somnosafe数据集的分析，配对样本t检验结果表明，在完全睡眠剥夺后，参与者的大脑年龄预测值相较于基线之夜和慢性部分睡眠剥夺之夜分别增加了0.94岁和0.90岁。
完全睡眠剥夺对大脑的影响
为了验证这些发现，研究人员还在另外两个独立的数据集——NRU和UZH数据集中进行了测试。结果与Somnosafe数据集一致，NRU数据集中的参与者在完全睡眠剥夺后大脑年龄预测值增加了2.13岁，而UZH数据集中增加了1.07岁，这进一步证实了完全睡眠剥夺对大脑衰老影响的严重性。
此外，研究发现部分睡眠剥夺对大脑年龄的影响微乎其微。无论是长期每晚只睡5小时的慢性部分睡眠剥夺，还是仅仅一个晚上睡眠严重不足（只睡3小时）的急性部分睡眠剥夺，这些情况似乎都没有显著加速大脑的衰老过程。
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研究的积极发现是，这种由睡眠剥夺引起的大脑年龄增加是可逆的。通过一夜充足的睡眠，大脑可以得到明显的修复，恢复到基线水平。
与完全睡眠剥夺不同，急性或慢性部分睡眠剥夺（如每晚只睡3小时或连续5晚只睡5小时）并未导致大脑衰老。
这项研究强调了充足睡眠对维持大脑健康和功能的重要性，以及睡眠剥夺可能对认知功能和长期健康带来的风险。
参考
Chu C, Holst SC, Elmenhorst EM, et al. Total Sleep Deprivation Increases Brain Age Prediction Reversibly in Multisite Samples of Young Healthy Adults. J Neurosci. 2023 Mar 22;43(12):2168-2177. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0790-22.2023