睡眠障礙是一種普遍存在的癥狀，與多種精神疾病密切相關，例如重度抑郁癥和神經退行性疾病；全球成年人群中的發病率約為20%–35%。慢性壓力已被確認為引發睡眠障礙的關鍵誘因，它會破壞睡眠穩定性并加劇神經功能損傷，包括認知缺陷和焦慮加劇。壓力引發睡眠障礙的一個典型特征是非快速眼動睡眠(NREM)片段化，同時伴隨睡眠紡錘波減少。然而，慢性壓力如何損害紡錘波生成并導致睡眠障礙的具體機制仍不清楚。

2026年5月19日，空軍軍醫大學西京醫院麻醉科、麻醉學教育部重點實驗室董海龍、趙廣超團隊在Neuron發表題為“Hyperexcitable VTA-mPFC dopaminergic circuit disrupts sleep spindle and mediates sleep fragmentation after chronic social defeat stress”的研究性論文。該研究進一步揭示了慢性應激通過誘導VTA多巴胺能神經元放電模式從Tonic向Burst病理性轉變，導致mPFC內多巴胺過量釋放，進而破壞睡眠紡錘體的連續性與NREM睡眠穩定性，為應激性睡眠障礙的神經環路機制和潛在靶向干預提供了全新的理論框架。

論文上線截圖

為探究慢性應激如何改變睡眠結構, 研究團隊首先建立了慢性社交挫敗應激(CSDS)小鼠模型，通過無線遙測系統進行連續腦電圖/肌電圖(EEG/EMG)監測評估睡眠結構。結果顯示，CSDS組小鼠的NREM總時長增加，而清醒總時長縮短；且增加的NREM發作主要由持續時間<100秒的短時段組成，表明睡眠連續性降低而非睡眠總量增加。CSDS組小鼠的清醒期和NREM發作次數增多，清醒期向NREM期的轉換頻率升高，平均NREM發作時長縮短，證實慢性社會應激導致NREM睡眠顯著碎片化。

同時，小鼠腦電的睡眠紡錘波被嚴重破壞，紡錘波密度下降、出現更慢、時長更短、波形不對稱，且紡錘波與慢波的同步耦合變弱。為探究上述睡眠異常的神經活動基礎，通過在體光電極記錄監測小鼠中腦VTA多巴胺神經元，發現應激后這類神經元從平穩放電變成高頻爆發式放電，且在非快速眼動睡眠期最明顯。進一步分析發現，多巴胺神經元的放電頻率，和睡眠紡錘波密度呈明顯負相關，爆發越強，紡錘波越少、睡眠越碎，而 VTA中其他類型神經元沒有這一特征。而VTA多巴胺神經元主要投射到前額葉皮層(mPFC)的在谷氨酸能興奮性神經元，CSDS模型小鼠mPFC區多巴胺(DA)水平增加。

為了直接評估mPFC中DA動態如何影響睡眠紡錘波，研究人員采用超維景生物的微型化雙光子顯微成像技術與腦電圖/肌電圖(EEG/EMG)記錄技術，在CSDS干預前后同步記錄DA水平和腦電情況。結果顯示，mPFC中的DA水平在從清醒狀態過渡到NREM期間下降，在從NREM狀態覺醒時上升；而在NREM與REM之間無顯著變化。在CSDS干預后，mPFC內的DA水平在清醒期和NREM期均升高，但在REM期未見升高。對NREM期間DA瞬變信號的高分辨率分析顯示，CSDS后DA瞬變峰的頻率、持續時間和幅度(ΔF/F、AUC)均顯著增加，表明應激刺激促進了mPFC內DA的釋放。值得注意的是，由mPFC谷氨酸神經元檢測到的DA瞬變信號在NREM時段的紡錘波間隔期內優先增強，這與紡錘波連續出現的中斷時間相吻合。相應地，NREM期間DA瞬變信號的振幅和密度均與紡錘波密度呈負相關。

與此前結果一致的是，在DA釋放的短暫峰值期間，紡錘波發生的概率顯著降低。進一步分析證實，在對照組和應激小鼠中，mPFC谷氨酸能神經元的瞬時DA水平與紡錘波出現概率均存在一致的負相關關系，這表明應激誘導的多巴胺積聚及mPFC內紡錘波活動的異常增強會損害富含紡錘波的NREM階段的維持。綜上所述，這些發現揭示了皮層DA信號過度傳導與紡錘波生成神經網絡功能受損之間的機制聯系。

【參考文獻】

Li R, Zhang X, Li J, et al. Hyperexcitable VTA-mPFC dopaminergic circuit disrupts sleep spindle and mediates sleep fragmentation after chronic social defeat stress. Neuron. Published online May 19, 2026. doi:10.1016/j.neuron.2026.04.037