德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种柔软的可穿戴贴片,能够有针对性地影响快速眼动睡眠。这款名为NEUSLeeP的设备将温和、定向的超声刺激与电极相结合,可同时记录大脑的电活动。 其独特之处在于,该贴片直接贴在皮肤上,旨在在自然睡眠过程中作用于大脑更深层区域。与此同时,它还能监测大脑活动。
在一项涉及28名参与者的初步研究中,接受刺激后,参与者进入快速眼动睡眠阶段的时间平均提前了约43分钟,且在该阶段停留的时间延长了约16分钟。该研究成果发表在《自然-通讯》期刊上。 研究人员认为,该技术主要是一种潜在的新方法,有助于更好地研究睡眠过程,从长远来看,可能有助于改善某些睡眠或心理健康障碍患者的状况。不过,要将其应用于临床,仍需进行规模更大得多的研究。
这款睡眠贴片有何特别之处?
NEUSLeeP 是一种非侵入性系统,将电生理测量与聚焦超声技术整合于一款可穿戴贴片中。虽然传统用于检查或影响大脑深层区域的系统通常需要大型设备,但 NEUSLeeP 的设计初衷是让用户在睡眠期间直接贴在皮肤上使用。

该研究聚焦于丘脑下核(STN)——这一位于大脑深处的结构属于复杂神经网络的一部分,与运动控制及基底核的多种功能等密切相关。研究人员推测,对该区域进行靶向刺激可能影响参与快速眼动睡眠(REM)调节的神经网络。
据研究人员介绍,该设备重约103克,专为夜间使用而设计。其柔性设计旨在贴合皮肤,即使在睡眠时也能佩戴。
快速眼动睡眠开始时间显著提前
第一项研究共纳入28名参与者。根据标准化睡眠问卷,其中16名参与者被归类为健康睡眠者,而12名参与者的睡眠问题评分较高。参与者年龄在19至38岁之间。
研究连续进行了两个夜晚。第一晚采用假治疗;第二晚则使用超声波刺激。这使得研究人员能够对比同一受试者体内的变化。
在快速眼动睡眠(REM)方面,研究结果尤为显著。从入睡到首次进入REM阶段的时间总共缩短了约43分钟。 与此同时,快速眼动睡眠占总睡眠时间的比例增加了约4.6%,即大约16分钟。这些变化在健康受试者和存在睡眠问题的受试者群体中均有观察到。
据研究人员称,这种刺激并未从根本上改变整体睡眠结构。 N1、N2和N3等睡眠阶段以及总体睡眠效率均未出现显著变化。夜间醒转次数也基本保持不变。因此,研究结果表明,这种刺激可能以相对有针对性的方式影响快速眼动睡眠,而不会显著改变整体睡眠节律。
为什么快速眼动睡眠如此重要?
快速眼动睡眠(REM)是梦境尤为生动的睡眠阶段。与此同时,它远不止是做梦的阶段。在快速眼动睡眠期间,大脑会以多种方式保持活跃。研究表明,这一睡眠阶段与情感体验的处理、记忆过程以及对压力的适应等密切相关。

然而,这项新研究并未表明延长快速眼动睡眠就能自动治愈抑郁症、焦虑症或创伤后应激障碍。相反,它提供了初步的技术证据,表明可以通过一种非侵入性的可穿戴系统有针对性地影响这一睡眠阶段。
对压力和情绪处理的影响证据
因此,研究人员并未将调查范围仅限于睡眠本身。在健康受试者中,他们还观察到刺激后心率变异性(HRV)的变化。心率变异性描述了单个心跳之间的时间波动,常被用作衡量自主神经系统对不同需求响应灵活性的指标。 在健康组中,刺激后心率变异性有所增加。相比之下,这一效应在存在 睡眠问题的参与者中并不明显。此外,研究人员在睡眠研究之后还进行了脑成像研究。结果显示,参与情绪刺激处理的特定脑区活动发生了变化。
这些结果虽引人关注,但解读时需持谨慎态度。 该研究样本量较小,且并非旨在证明NEUSLeeP能够治疗心理健康障碍。共同首席研究员之一格雷戈里·丰佐(Gregory Fonzo)将快速眼动睡眠(REM)描述为情绪处理和应激适应的重要组成部分。因此,研究人员希望,通过有针对性地影响这一睡眠阶段,未来或许能为治疗某些疾病开辟新的可能性。
无需药物,无需手术
该技术的一个潜在优势在于无需药物或手术。 传统针对深层脑区进行靶向刺激的方法有时需要植入电极。此类操作虽然非常精确,但需要进行手术。而NEUSLeeP则采用非侵入性方法:将超声波能量从体外聚焦到特定的脑区。
从长远来看,这对于需要反复治疗的应用场景尤为具有吸引力。与此同时,这种极具非侵入性的刺激方式,也是未来研究中需要进一步深入探讨的问题之一。
在本次研究中,参与者反馈贴片佩戴舒适,且仅观察到少量副作用。然而,该研究样本量较小,且仅持续了两晚。因此,目前尚无法据此得出关于长期或定期使用安全性的结论。
研究人员仍需进一步探索的内容
因此,这些结果主要应被视为初步的概念验证。 研究人员现在必须进一步探究,在规模更大、构成更广泛的患者群体中,能否验证所观察到的效果。其中尤为值得关注的是:有针对性地改善快速眼动睡眠(REM)是否确实能带来长期健康益处。要回答这一问题,仅证明受试者进入REM阶段的速度更快或停留时间略长是不够的。
因此,未来的研究还必须考察这是否能带来诸如睡眠质量、日间身心状态、压力管理或某些心理健康障碍症状等方面的改善。 研究团队计划开展进一步研究,包括针对慢性失眠、抑郁症和创伤后应激障碍(PTSD)患者的研究。科学家们还认为该技术在家庭睡眠监测、神经科学研究以及个性化睡眠治疗方面具有潜在应用价值。
贴片目前尚不能作为现成的助眠工具
尽管初步结果令人鼓舞,但目前不应将NEUSLeeP视为治疗睡眠障碍的现成疗法。该研究仅纳入了28名参与者,且实际的睡眠干预仅在单个夜晚通过超声波刺激与安慰剂对照组进行测试。此外,目前尚不完全清楚为何这种刺激会改变快速眼动睡眠。 研究人员推测,这种效应是通过大脑中的复杂神经网络介导的。然而,其确切机制仍需进一步研究。
尽管如此,该研究表明,现代可穿戴技术正日益超越单纯的睡眠监测范畴。未来,这些技术或许还能被用于在睡眠期间有针对性地影响特定的大脑活动。 对于有睡眠问题的人群而言,该设备目前尚不能作为治疗手段。但在睡眠研究领域,NEUSLeeP 代表了一种有趣的新方法——尤其是因为它将测量与定向刺激整合到了单一的可穿戴系统中。未来的研究必须确定,这一技术突破是否确实能为患有睡眠障碍或心理健康问题的人群带来安全有效的治疗方案。







