增强的慢波睡眠:底层机制和实际后果
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文摘
甚至适度的睡眠不足,特别是睡眠的损失(SWA)慢波活动,总是与脑电图(EEG)活动放缓之后,当地的发生睡在一个清醒的大脑,由于认知和记忆缺陷和受损的表现。最近的研究不仅证实睡眠在记忆巩固的有益的作用,但也为慢波睡眠指向一个特定的角色。因此,实现的方法来提高慢波睡眠没有多余的微觉醒或闪电的睡眠可能有重大的实际意义。这里我们首先审查的证据表明,人类可以提高慢波睡眠使用经颅直流电刺激(tDCS)和经颅磁刺激。因为目前这些方法不切实际的和他们的安全是有问题的,尤其是对慢性长期接触,然后我们讨论小说数据表明可以提高慢波使用感官刺激。我们考虑的生理学K-complex (KC),外周诱发慢波,并表明,在不同的感官,声波刺激是最有效的提高慢波的大小,可能通过激活non-lemniscal丘脑-皮质系统提升途径。此外,我们将讨论如何声刺激的强度和频率,以及具体时间和模式的刺激,会影响睡眠质量的提高。最后,我们讨论自动化算法读取脑电图,实时调节刺激参数闭环的方式获得增加慢波睡眠,避免不良的微觉醒。总之,在讨论背后的机制的产生慢波睡眠,我们回顾融合证据表明,声波的刺激是安全的,代表了一个理想的工具,慢波睡眠(慢)的提高。
关键词:脑电图;非快速眼动睡眠;声刺激;激励系统;闭环。
数据
(一)代表性的例子在15秒块声刺激了更深层次的非快速眼动睡眠阶段(N2和N3, 50 ms音调的inter-tone-interval 1 s)。自定义算法自动传递声波刺激,使用持续的睡眠脑电图检查和调整语气时机和体积。Hypnogram SWA带宽有限权力(BLP)通道F3-M2随着刺激块所示红色(2分钟的脑电图和音调刺激扩大如下)。注意,在在多块慢波和大。(B)所有科目(n= 6)显示整体增加SWA(情节)块相对于暂时的相邻块,而其他频率范围没有变化(图)。*表示基于成对明显不同t以及,Bonferroni纠正多个比较(p< 0.0125)。(C)顶级情节展示了一个蝴蝶图(所有渠道覆盖)平均所有100慢波负峰对齐。比较的慢波被随机选中了一段刺激的夜晚,从基线(不刺激)。中间的情节显示了平均头皮电压负峰地形。底部图显示了个人的旅行波和下面的平均速度。每个点代表波的起源和描述它的旅行。慢波检测全球基于标准的计算标准和旅行从每一波的负峰值滞后分布(Siclari et al ., 2014)。
睡眠记录执行HydroCel 256频道hdEEG净(电测地线Inc .)在健康受试者使用NetStation软件(n= 5)。听觉音调是通过扬声器或耳机在N2-N3睡眠阶段。听觉;和慢波检测全球基于period-amplitude标准(峰间最小幅度:75µV;负零交点到正向的零交叉大于250 ms,少于1000 ms)。;,另一个则是波女士不得不在200年和1100年之间发生在听觉刺激。最高数字是蝴蝶情节(所有渠道覆盖)平均所有听觉诱发;(左边)和自发的慢波(右边)。负峰波都是一致的。底部的情节显示平均头皮电压负峰的地形;(左边)和自发的慢波(右边)。
(两者)相似的头皮和源地形K-complex (KC)反应。在主题(n= 7)大平均256 -通道脑电图蝴蝶情节(覆盖痕迹)诱发响应在睡眠中听觉、躯体感觉和视觉刺激。(a - c”)头皮N550时期地形。每个独立地图缩放为了表明相对地形。红色代表积极的平均和蓝色表示消极。(一)范围从−30(蓝色)+ 20(红色);(B)范围从10−(蓝色)+ 7(红色);(C)范围从−23(蓝色)+ 17(红色)。(a - c”)平面地图的皮质来源N550高峰。当前热点(最新)显示为红色,蓝色的冷点。AC =前扣带,MFG =额中回,IPL =顶叶小叶。(美国广播公司”)分别MIN =−1.3−1.2−1.4;MAX = 2.6, 2.5, 2.3。(D)Modality-specific皮质来源差异KC。平面地图的N550峰值显著不同皮质来源刺激模式(Quade测试,p< 0.05)。彩色编码的像素点显示排名最高的刺激相对于其他刺激方式(改编自Riedner et al ., 2011)。
提升组织的示意图表示声学路径和相对目标在丘脑和大脑皮层。ICx:下丘的外壳;磁流变液:中脑网状结构;凹陷:Sagulum;圣:丘脑束;脉冲重复频率:桥的网状结构;NGC: gigantocellularis核;LC:蓝斑;集成电路:下丘;SC; Superior colliculus; MGd: Medial geniculate dorsal; MGm: Medial geniculate caudo-medial; MGv: Medial geniculate ventral.
丘脑的基质细胞的潜在作用的示意图表示和去甲肾上腺素(NA)在调节后的脑电图结果基调演讲。我们假设,在非快速眼动睡眠期间,声波刺激可以无效,导致增强的波浪,或引起皮质微觉醒,这取决于蓝斑的参与和/或丘脑的基质细胞。
自动实时系统的示意图表示的能力调整声刺激参数根据正在进行的睡眠。
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