反复给予吗啡重塑小鼠的睡眠—觉醒状态、皮层与中央内侧丘脑振荡以及网络同步性

由 root 提交于 周五, 09/25/2026 - 20:47
研究目的:阿片类药物会扰乱睡眠,但反复暴露如何重组丘脑-皮层网络尚不清楚。我们探讨了吗啡是否会改变睡眠结构、区域性振荡和相位同步性,以及暴露史如何调节这些效应。方法:我们对小鼠在首次和第4次吗啡注射后24小时内以及戒断期的皮层脑电图(EEG)、丘脑中央内侧核(CMT)局部场电位(LFP)和肌电图(EMG)进行了分析,并量化了警觉状态占比、频谱功率、状态-功率相关性以及加权相位滞后指数(wPLI);后者可最大限度地减少体积传导的影响。结果:吗啡引起活动过度,这种促醒效应在反复暴露后仍持续存在;同时,非快速眼动(NREM)睡眠受到抑制,快速眼动(REM)睡眠完全消失,并出现睡眠反跳。皮层与丘脑呈现解耦:在首次注射后的NREM睡眠中,皮层δ波和低γ波功率增加,而CMT的δ波、θ波、α波和β波功率降低。两次注射后,NREM睡眠占比与CMT δ波和θ波功率的耦合均增强;相比之下,皮层清醒状态下θ波、α波和β波的相关性降低,并在戒断期发生逆转。总体同步性仅在θ波和α波频段发生改变:皮层间α波同步性在急性期降低,而反复暴露则降低了清醒和NREM睡眠期间丘脑-皮层θ波同步性。戒断期间,睡眠结构和同步性基本恢复正常,但频谱异常及状态-功率异常仍持续存在,并伴随机械性痛觉超敏。结论:我们发现吗啡并非只是减少睡眠,而是对睡眠进行了重组:皮层与CMT朝相反方向变化,丘脑-皮层相位同步性发生重新分配,由此产生的频谱和状态-功率异常持续时间超过了睡眠结构本身的恢复期,而不是表现为耐受性的形成。

目的:阿片类药物会扰乱睡眠,但反复暴露如何重组丘脑-皮层网络尚不清楚。我们探讨了吗啡是否会改变睡眠结构、区域性神经振荡和相位同步,以及暴露史如何调节这些影响。方法:在小鼠中,我们分析了吗啡首次和第四次注射后24小时内以及戒断期的皮层脑电图(EEG)、中央内侧丘脑(CMT)局部场电位(LFP)和肌电图(EMG),并量化了各警觉状态的占比、频谱功率、状态-功率相关性以及加权相位滞后指数(wPLI);后者可最大限度地减少容积传导的影响。结果:吗啡引起了活动过度;这种促醒作用在反复暴露后仍持续存在;同时抑制非快速眼动(NREM)睡眠,导致快速眼动(REM)睡眠完全消失,并引发反跳性睡眠。皮层与丘脑出现解耦:在首次注射后的NREM睡眠中,皮层δ波和低γ波功率增加,而CMT的δ波、θ波、α波和β波功率降低。两次注射后,NREM睡眠占比与CMT δ波和θ波功率之间的耦合均增强;相比之下,皮层清醒状态下θ波、α波和β波的相关性下降,并在戒断期发生反转。总体同步性仅在θ波和α波频段发生改变:皮层-皮层α波同步性急性下降,而反复暴露降低了清醒和NREM睡眠状态下丘脑-皮层θ波同步性。戒断期间,睡眠结构和同步性基本恢复正常,但频谱异常和状态-功率异常仍然存在,并伴随机械性痛觉超敏。结论:我们发现,吗啡并非仅仅减少睡眠,而是对睡眠进行了重组:皮层与CMT朝相反方向变化,丘脑-皮层相位同步性发生重新分配,由此产生的频谱和状态-功率异常持续时间超过睡眠结构本身的恢复,而非表现为耐受。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.20.752991v1?rss=1

🏷️ 吗啡暴露 睡眠—觉醒状态 丘脑—皮层网络 神经振荡 相位同步性 戒断期痛觉超敏