综述：睡眠障碍的神经影像学发现：一篇综述文章

时间：2025年11月5日

来源：Neurobiology of Sleep and Circadian Rhythms

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本综述系统回顾了1997至2024年间93项神经影像学研究，揭示了失眠、阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）、发作性睡病及孤立性快速眼动睡眠行为障碍（iRBD）的脑结构与功能改变。多模态神经影像技术（MRI、fMRI、PET、EEG等）证实了前额叶皮层灰质减少、默认模式网络（DMN）连接紊乱、海马代谢降低等关键特征，为睡眠障碍的病理机制（如高觉醒、缺氧、神经炎症）提供了精准影像学生物标志物，显著提升了诊断分型与治疗监测能力。

引言

睡眠障碍包括失眠、阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）、发作性睡病和快速眼动睡眠行为障碍（RBD）等，严重影响认知功能、情绪状态和身体健康。近年来，神经影像学技术的进步（如MRI、fMRI、PET、EEG）为揭示这些疾病的神经机制提供了关键工具。本综述基于93项高质量研究（1997–2024），系统总结了主要睡眠障碍的脑结构、功能和代谢改变，旨在推动精准诊断和靶向治疗的发展。

方法

本综述遵循PRISMA 2020指南，系统检索了PubMed、Scopus和Google Scholar数据库中1997年至2024年的相关研究。纳入标准包括：成人患者、明确诊断（ICSD-3或DSM-5）、神经影像或电生理数据、样本量≥10。研究质量采用Newcastle-Ottawa Scale（NOS）评估，其中66.7%的研究为高质量（≥7分）。数据提取涵盖脑区变化、影像模态和临床关联，采用叙述性合成方法进行整合。

失眠：高觉醒与神经环路紊乱

失眠的特征是持续难以入睡或维持睡眠，伴日间功能损害。神经影像学支持“高觉醒模型”：

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结构改变：MRI显示前额叶皮层（特别是背内侧前额叶）和海马灰质体积减少，皮质变薄（额叶和颞叶），与注意力和记忆缺陷相关。
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功能异常：fMRI发现默认模式网络（DMN）连接性降低，而杏仁核-前额叶连接增强，导致情绪调节障碍。EEG显示β活动（15–30 Hz）增加、δ活动减少，反映皮质过度兴奋。
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代谢与炎症：PET发现前额叶和 hippocampal葡萄糖代谢降低，MRS显示GABA水平下降，提示抑制性神经传递受损。神经炎症（如小胶质细胞激活）进一步加剧了神经元损伤。

这些改变与失眠的认知疲劳、情绪波动等症状直接相关，而认知行为疗法（CBT-I）可部分逆转DMN异常。

发作性睡病：下丘脑失调与REM失控

发作性睡病分为1型（伴猝倒）和2型（无猝倒），与下丘脑食欲素（orexin）神经元丢失相关：

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结构基础：MRI证实下丘脑灰质减少，尤其1型患者；海马、杏仁核和前额叶体积也下降，与记忆和情绪症状相关。
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功能与代谢：fMRI显示丘脑-皮质连接紊乱，DMN功能失调；PET发现下丘脑和丘脑葡萄糖代谢降低，符合食欲素缺乏模型。EEG记录到睡眠起始REM期（SOREM），解释日间嗜睡和猝倒。
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白质损伤：DTI显示脑干和前额叶白质完整性受损，连接组分析揭示 hypothalamus-皮质通路异常。

研究强调自身免疫机制（HLA-DQB1 * 06:02等位基因）的作用，而食欲素激动剂和刺激剂（如莫达非尼）可缓解症状。

孤立性REM睡眠行为障碍（iRBD）：神经退行前兆

iRBD以REM睡眠期间肌张力缺失（atonia）丧失为特征，常预示突触核蛋白病（如帕金森病）：

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结构退化：MRI显示脑桥、延髓和基底节（壳核、黑质）灰质减少，皮质变薄（额叶、颞叶），与运动控制和REM调节相关。
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功能与分子标志物：SPECT（如DaTSCAN）发现纹状体多巴胺转运体结合降低，PET显示枕叶代谢减低而脑桥代谢亢进。fMRI揭示基底节-丘脑-皮质网络连接中断。
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电生理特征：EEG/EMG记录到REM期肌电活动增加，是诊断核心依据。MRS提示脑桥GABA减少和基底节谷氨酸升高，反映抑制-兴奋失衡。

iRBD患者中80–90%最终发展为帕金森病、路易体痴呆或多系统萎缩，使其成为重要的神经退行生物标志物。

阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）：缺氧与脑损伤

OSA以反复上气道塌陷导致间歇性缺氧为特征：

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结构损伤：MRI显示前额叶、岛叶和海马灰质减少，皮质变薄（额顶叶），白质完整性（如胼胝体）受损，与认知缺陷和自主神经失调相关。
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功能与代谢：fMRI发现DMN连接性降低，任务态fMRI显示前额叶激活不足而顶叶代偿性激活。PET证实额叶、岛叶代谢减低，MRS显示NAA（神经元标志物）和GABA水平下降。
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治疗反应：CPAP治疗可部分逆转海马萎缩和DMN异常，改善认知功能。研究强调缺氧诱导的神经炎症和氧化应激的核心作用。