慢性失眠正在危害人类健康,睡眠研究因此也成为大国科技竞争领域。令人失望的是,全球睡眠医学专家的共识是,除外认知行为疗法(CBT-I)外,包括药物和物理疗法等诸多均不列入推荐方法。为探寻更好的治疗手段,安建雄团队与美国匹兹堡大学合作,率先开展毫米波干预睡眠剥夺大鼠疗效研究,发现低强度毫米波(MMW)可有效缓解慢性快动眼睡眠剥夺(CRSD)所致认知障碍,并证实其机制与调节海马突触可塑性有关。研究成果于2025年7月发表于国际权威英文期刊“Neuroscience(神经科学)”杂志。中国科学院大学博士研究生李耀祖与山东第二医科大学硕士研究生周莉并列第一作者,通讯作者为安建雄教授。该研究受到国家重点研发计划项目和国家自然科学基金资助。

睡眠剥夺:认知功能的隐形杀手

睡眠在维持大脑健康与功能中扮演着不可或缺的角色,尤其是快速眼动(REM)睡眠阶段。快速眼动睡眠是睡眠周期中大脑最活跃的阶段之一,通常在入睡约90分钟后出现,此时眼球会快速转动,并伴随梦境的产生。它在记忆的巩固、信息的整合以及情绪的调节中发挥关键作用。研究表明,在这一阶段,大脑会重新激活神经环路,使新的信息转化为长期记忆,并调节与情绪相关的神经活动。缺乏正常的快速眼动睡眠不仅会削弱记忆形成和学习效率,还可能导致注意力下降、情绪波动等问题,并进一步损害社会适应能力。现代社会中,慢性失眠已成为高发的公共卫生问题,长期失眠不仅引发日间嗜睡与情绪障碍,更显著损害认知功能。大量的研究证实,慢性失眠给人们学习、工作和生活质量造成持久危害,著名的切尔诺贝利核电站事故和挑战者号航天飞机失事等许多灾难性事件均与工作人员睡眠障碍有关。

图1. 睡眠剥夺损害认知功能(AI生成)

毫米波疗法是一种无创物理治疗

低强度毫米波(≤10 mW/cm²)作为一种非侵入性物理治疗手段,已被广泛应用于胃溃疡修复、伤口愈合及多种类型的慢性疼痛管理。研究表明,毫米波不仅能促进组织与器官的修复,还具有显著的抗炎、镇静、镇痛及神经营养作用。然而,毫米波对睡眠障碍及相关认知功能障碍的疗效和作用机制尚未见报道。本研究用大鼠睡梦期(快动眼睡眠)剥夺模型,率先探索低强度毫米波对失眠相关认知障碍的干预效果及其可能的分子机制。

研究方法

研究人员用60只两月龄雄性SD大鼠,随机分为四组:对照组(Ctrl)、睡眠剥夺组(SD)、假毫米波+睡眠剥夺组(Sham-MMW)、毫米波+睡眠剥夺组(MMW)。通过Y迷宫、开放场实验(OFT)和新物体识别(NOR)测试评估小鼠的认知功能。同时,采用高尔基染色及透射电镜技术海马区神经突触的形态学变化,Western blot分析突触可塑性相关的蛋白及信号通路相关蛋白表达。

主要结论:毫米波改善认知并调控关键信号通路

实验结果表明,低强度毫米波治疗显著改善了睡眠剥夺小鼠的认知功能,特别是在Y迷宫和新物体识别测试中,毫米波治疗组表现出与对照组相似的认知能力。毫米波治疗还显著减轻了海马区的神经损伤,并改善了突触可塑性。

图2. 毫米波治疗改善认知功能

此外本研究还发现,毫米波治疗通过调节CaMKII-CREB-BDNF信号通路来减轻认知障碍。睡眠剥夺显著降低了海马区突触可塑性调控蛋白CaMKII、学习记忆相关转录因子CREB和脑源性神经营养因子BDNF的表达,而毫米波治疗能够有效恢复这些蛋白的水平。具体而言,毫米波治疗上调了活化的CaMKII(磷酸化 CaMKII)和CREB(磷酸化 CREB)的表达,从而增强了对下游神经营养因子BDNF 的调控。

图示:毫米波改善慢性睡眠剥夺大鼠认知功能的实验流程与机制。左侧为实验流程:大鼠适应、睡眠剥夺、行为学测试及组织采集;右侧为机制示意:睡眠剥夺通过影响海马区CaMKII、CREB、BDNF等突触可塑性指标导致认知障碍,毫米波治疗可改善认知功能并调控相关信号通路。

总之,本研究首次发现低强度毫米波治疗可有效改善睡眠剥夺小鼠的认知障碍,并揭示了其可能的机制。为毫米波治疗人类慢性失眠提供了初步实验依据。

据悉,安建雄教授在睡眠医学领域取得了系统性、创新性的研究成果,先后发表“慢性失眠全神经损伤”新学说,建立“仿生睡眠滴定“、“病人自控睡眠”和“安眠穴调控“等创新方法构成的”多模式睡眠“;创建“两快一滴定”、“超级电休克和磁休克”为主的多模式超快速抗抑郁和治疗失眠体系。构建了从基础理论到临床实践的完整体系,为慢性失眠及其共病的精准、安全和可持续治疗提供了新模式,研究成果均发表在中文和英文权威刊物,让为睡眠医学增加了中国元素。

专家介绍

安建雄——医学博士,博士研究生导师,主任医师,二级教授

我国失眠、抑郁与疼痛创新诊疗学科带头人,国家重点研发计划项目首席科学家,中国科学院大学、中国医科大学博士研究生导师,美国匹兹堡大学麻醉学客座副教授,国务院政府特殊津贴专家,民盟中央卫健委副主任。目前任山东第二医科大学麻醉创新诊疗研究院创始院长,附属医院疼痛与睡眠医学中心主任,超快速抗抑郁中心主任。兼任南方医科大学第四附属医院脑病研究所所长。

发表周围神经病理性疼痛及慢性失眠全神经损伤新学说;建立新型丘脑痛、三叉神经痛和臂丛神经痛动物模型;临床疼痛用“两弹一调控”替代传统的激素注射和神经损毁术;在睡眠医学领域,提出“病人自控睡眠”和“多模式睡眠”新概念,创建“两快一滴定”方案解决抑郁与失眠共病难题;提出超级电休克与超快速抗抑郁等新概念,发现偏深静脉麻醉降低术后神经认知障碍及其细胞骨架和分子马达机制。2022年,在山东第二医科大学附属医院领导的支持下,安建雄创建了全球范围内第一家快速抗抑郁中心。2024年,安建雄又创建“超快速抗抑郁中心”取代两年前的快速抗抑郁中心。创始人安建雄带领团队将二次升级的改良电休克技术,联合“静脉快速抗抑郁”及“居家病人自控睡眠调控”,形成新的以调控和修复中枢神经功能和结构异常的“超快速抗抑郁”临床诊疗方案。

安建雄博士1999年留学英国St.Thomas医院,2001-2004年留学美国匹兹堡大学。曾任中国医学科学院阜外心血管病医院主治医师,清华大学玉泉医院麻醉与疼痛医学科主任,中国科学院北京转化医学研究院执行院长,中国医科大学航空总医院副院长兼麻醉、疼痛与睡眠(重症)医学中心主任。

主要学术任职:中国睡眠研究会麻醉与疼痛专委会创始主任委员,中华医学会麻醉学分会睡眠学组发起人、副组长,中华医学会麻醉学分会麻醉创新诊疗学组副组长,中国医师协会睡眠医学专委会常务委员,中国医师协会疼痛医师分会常务委员,中国医师协会神经调控专委会常务委员、电休克与神经刺激学组发起人和组长,国际电休克与神经刺激协会中国分会会长,中国民族医药学会疼痛分会候任主任委员,北京围术期医学会麻醉与疼痛分会副主任委员,中国医促会区域麻醉与疼痛医学分会副主任委员,北京神经内科学会睡眠专委会副主任委员,北京医学会麻醉学分会睡眠工作组发起人和组长,广东医学会麻醉治疗分会副主任委员。《手术》杂志副总编辑、《医学参考报-疼痛专刊》副总编辑。主持国家级和省部级课题18项,以第一和通讯作者发表SCI收录论文80余篇。