睡眠障碍是一类影响睡眠质量与时间的多样疾病，涵盖失眠症、阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）、发作性睡病等多种类型。尽管病因各异，这些疾病常共有入夜困难、睡眠断裂、白天嗜睡、认知与情绪障碍等症状，暗示可能存在共同的神经生物学基础。与此同时，健康个体在经历短期睡眠剥夺后，也会出现类似的日间疲劳、认知功能下降及情绪波动，但其大脑机制尚未完全明了。 现有神经影像研究多样但样本量有限，且方法和被试差异较大，导致结论分散。

本研究采用多模态坐标基于激活可能性估计（Activation Likelihood Estimation, ALE）方法，对长期睡眠障碍与短期睡眠剥夺的大脑结构与功能变化进行全面系统的荟萃分析。通过分析231篇文献（涵盖3380名参与者和140个独立实验），揭示了睡眠障碍和睡眠剥夺分别表现出不同但有显著聚合的大脑区域异常，提示二者具有不同的神经生物学基础。

研究检索了PubMed、Web of Science、Embase、Scopus和BrainMap数据库，筛选截至2024年1月发表的结构和功能神经影像全脑研究，纳入对比睡眠障碍患者与健康对照，或睡眠剥夺组与正常休息组的研究。采用ALE算法识别大脑中表现出聚合的异常区域，并进行行为解码分析，结合任务相关与静息态功能连接模式，进一步阐释异常区域的功能意义及其在脑网络中的位置。为提高结果的稳健性，分析中执行多种亚组分析和偏倚检测。

图：研究流程图

主要结果

1、睡眠障碍相关大脑异常 分析包含95个睡眠障碍实验，发现两个主要异常聚集区：双侧扣带前皮质亚区（subgenual anterior cingulate cortex，sgACC）及右侧杏仁核和海马复合体。扣带前皮质亚区与奖赏加工、推理和味觉感知相关，杏仁核-海马复合体则与负性情绪处理、记忆和嗅觉有关。两者均与默认模式网络（ DMN）呈正相关连接，暗示在睡眠障碍中，这些情绪与认知相关脑区功能及结构发生改变。

图：睡眠障碍中的聚合性脑区改变

2、睡眠剥夺相关大脑异常 45个睡眠剥夺实验揭示右侧丘脑为主要异常聚集区域，涉及丘脑的腹侧前核、背侧前核及腹侧后核。该区域与体温调节、动作执行及疼痛感知相关，功能连接主要指向皮层下及（前）运动皮质区，提示睡眠剥夺主要影响警觉性和感知调节相关脑区。

图：睡眠剥夺（状态）中的聚合性脑区改变

3、共性与差异 对比分析显示，睡眠障碍和睡眠剥夺在大脑异常区域无重叠。睡眠障碍表现为扣带前皮质和杏仁核-海马复合体异常，而睡眠剥夺则主要涉及丘脑功能变化。进一步的连接分析揭示，睡眠障碍相关区域与广泛的情绪和认知网络相连，而睡眠剥夺相关丘脑网络更侧重于运动和感觉调节区域。

4、亚组与方向性分析 扣带前皮质亚区表现为激活和连接减少及体积下降，杏仁核-海马复合体及丘脑则呈现激活和连接增强，反映两种状态下可能的不同神经适应或病理机制。

综上，本研究揭示了长期睡眠障碍和短期睡眠剥夺在大脑中的不同影响，强调了两者神经生物学机制的异质性。扣带前皮质和杏仁核-海马复合体的异常可能与睡眠障碍中的情绪调节障碍及认知功能减退密切相关，且这两个区域均属于默认模式网络，涉及自我相关认知和情绪加工。右丘脑的改变则反映睡眠剥夺对警觉、动作及痛觉处理的直接影响，符合其在觉醒调控中的核心作用。 此外，研究发现这些异常主要集中在大脑右侧，提示睡眠相关障碍可能存在脑功能侧化现象。此结果与先前研究在阻塞性睡眠呼吸暂停和睡眠剥夺中的发现一致，提示右侧脑区在睡眠调节中扮演关键角色。 尽管不同睡眠障碍具有不同的病因，但表现出的神经改变具有一定的跨诊断特征，这可能反映它们共有的临床表现如日间疲劳、情绪障碍和认知损害。另一方面，睡眠剥夺作为一种急性状态，其神经改变更集中于与觉醒和感知直接相关的丘脑系统。

原始出处

Reimann GM, Hoseini A, Koçak M, et al. Distinct Convergent Brain Alterations in Sleep Disorders and Sleep Deprivation: A Meta-Analysis. JAMA Psychiatry. 2025;82(7):681-691. doi:10.1001/jamapsychiatry.2025.0488