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丘脑—皮层睡眠纺锤波被认为能够通过创造海马—新皮层之间增强的短暂通信窗口以及促进突触可塑性，从而支持睡眠期间的记忆巩固。近期一项实时脑电图（EEG）触发的经颅磁刺激（TMS）研究发现，与无纺锤波的非快速眼动（NREM）睡眠相比，纺锤波期间皮质脊髓兴奋性呈脉冲式抑制，而这一效应主要由纺锤波的下降相驱动。我们假设，这种相位性抑制可能反映了局部抑制性网络的动态变化，并可通过成对脉冲TMS测量的、由GABA-A受体介导的短间隔皮质内抑制（SICI）加以评估。我们在睡前清醒状态、无纺锤波的N2/N3期睡眠以及睡眠纺锤波的四个阶段（峰值、下降相、波谷和上升相），对初级运动皮层实施了实时EEG触发的单脉冲和成对脉冲TMS。与清醒状态相比，无纺锤波的N2/N3期睡眠期间皮质脊髓兴奋性显著降低，并且在睡眠纺锤波期间进一步受到抑制。从数值上看，兴奋性在下降相和波谷期间最低，但我们未发现其在不同纺锤波阶段之间存在显著调制。与我们的假设相反，无论是纺锤波的出现还是其所处阶段，均未对SICI产生显著调制。次级分析初步表明，在刺激时存在的慢振荡能够提高兴奋性并降低SICI，而这一效应与纺锤波是否存在无关。总体而言，这些发现表明，睡眠/清醒警觉状态、睡眠纺锤波和慢振荡对皮层网络动态具有不同的作用，并进一步揭示了人类NREM睡眠期间皮质脊髓兴奋性及GABA-A受体介导的SICI所发生的短暂调制。
睡眠纺锤通过抑制皮质脊髓束兴奋性而不增加GABA能抑制 | bioRxiv
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睡眠纺锤通过抑制皮质脊髓束兴奋性而不增加GABA能抑制
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Friederike Breuer，Sianna Groesser，Katrin Himmerich，Katrin Knietsch，Umair Hassan，Saman Seifpour，Anastasiia Grigoreva，Ulf Ziemann，Til Ole Bergmann
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.03.748984
Friederike Breuer¹ ¹德国美因茨莱布尼茨韧性研究所（LIR）；约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC）及转化神经科学重点项目（FTN），德国美因茨；
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Sianna Groesser² ²德国海德堡大学曼海姆医学院中央精神卫生研究所临床心理学系；约翰内斯·古腾堡大学美因茨医学中心神经影像中心（NIC）；
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Katrin Himmerich³ ³约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC），德国美因茨；
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Katrin Knietsch³ ³约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC），德国美因茨；
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Umair Hassan⁴ ⁴美国斯坦福大学医学中心精神病学与行为科学系，美国斯坦福；
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Saman Seifpour⁵ ⁵德国美因茨莱布尼茨韧性研究所（LIR）；约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC），德国美因茨；
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Anastasiia Grigoreva³ ³约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC），德国美因茨；
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Ulf Ziemann⁶ ⁶德国蒂宾根大学神经病学与卒中系，德国蒂宾根；德国蒂宾根大学临床脑研究赫蒂研究所，德国蒂宾根
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Til Ole Bergmann⁵ ⁵德国美因茨莱布尼茨韧性研究所（LIR）；约翰内斯·古腾堡大学医学中心神经影像中心（NIC），德国美因茨；
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通讯作者： tobergmann{at}uni-mainz.de
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摘要
丘脑-皮质睡眠纺锤被认为能够通过形成海马与新皮层之间增强通信及突触可塑性的短暂窗口，促进睡眠期间的记忆巩固。近期一项由实时脑电图（EEG）触发经颅磁刺激（TMS）的研究发现，与无睡眠纺锤的非快速眼动（NREM）睡眠相比，睡眠纺锤期间皮质脊髓束兴奋性呈脉冲式抑制，这一效应由睡眠纺锤的下降相所驱动。我们假设，这种相位性抑制可能反映局部抑制性网络的动态变化，并可通过采用双脉冲TMS测量的、由GABA-A受体介导的短间隔皮质内抑制（SICI）加以检测。我们在睡前清醒状态、无睡眠纺锤的N2/N3期睡眠以及睡眠纺锤的四个相位（峰值、下降相、波谷和上升相），对初级运动皮层实施实时EEG触发的单脉冲和双脉冲TMS。与清醒状态相比，从清醒状态进入无睡眠纺锤的N2/N3期睡眠时，皮质脊髓束兴奋性显著降低；在睡眠纺锤期间，兴奋性进一步受到抑制。就数值而言，兴奋性在下降相和波谷期间最低，但我们未发现其在不同睡眠纺锤相位之间存在显著调节。与我们的假设相反，无论是睡眠纺锤的出现还是其相位，均未显著调节SICI。次级分析初步显示，刺激时存在的慢振荡可增加兴奋性并降低SICI，而这一效应与睡眠纺锤是否出现无关。总体而言，这些发现表明，睡眠/清醒警觉状态、睡眠纺锤和慢振荡对皮层网络动态具有不同的作用，并为人类NREM睡眠期间皮质脊髓束兴奋性及GABA-A受体介导的SICI的短暂调节提供了新的认识。
利益冲突声明
资助方信息声明
德国研究基金会，468645090 美国国立精神卫生研究所K99/R00独立发展路径奖，K99MH141192 睡眠研究学会职业发展基金，#049-JP-26 欧洲研究委员会，810377
版权
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本文依据CC-BY 4.0国际许可协议提供。
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发布于2026年9月8日。
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睡眠纺锤通过抑制皮质脊髓束兴奋性而不增加GABA能抑制
Friederike Breuer，Sianna Groesser，Katrin Himmerich，Katrin Knietsch，Umair Hassan，Saman Seifpour，Anastasiia Grigoreva，Ulf Ziemann，Til Ole Bergmann
bioRxiv 2026.09.03.748984； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.03.748984
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睡眠纺锤通过抑制皮质脊髓束兴奋性而不增加GABA能抑制
Friederike Breuer，Sianna Groesser，Katrin Himmerich，Katrin Knietsch，Umair Hassan，Saman Seifpour，Anastasiia Grigoreva，Ulf Ziemann，Til Ole Bergmann
bioRxiv 2026.09.03.748984； doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.03.748984
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.03.748984v1?rss=1
🏷️ 睡眠纺锤波 皮质脊髓兴奋性 经颅磁刺激 GABA-A受体介导抑制 慢振荡 非快速眼动睡眠