近期，首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科张建国教授团队在国际神经科学权威期刊《Brain》（中科院1区Top，IF=11.7）在线发表了题为“Sleep circuit modulation: from animal models to human translation”的综述论文。该研究系统梳理了动物实验揭示的睡眠调控环路，并通过计算文本挖掘方法整合现有人类脑深部电刺激（DBS）文献中的睡眠调控相关证据，首次构建了多靶点脑刺激睡眠效应全景图，深入分析了动物研究成果向人类转化面临的核心瓶颈，并提出了切实可行的转化路径。论文第一作者为首都医科大学附属北京天坛医院尹子霄博士，首都医科大学附属北京天坛医院功能神经外科张建国教授为通讯作者。
睡眠障碍影响全球超7000万人，在帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症等疾病中尤为普遍。动物实验中，光遗传学技术已能以毫秒级精度操控特定神经元，实现即时的睡眠-觉醒转换，并可通过增强慢波振荡改善记忆巩固，甚至减少阿尔茨海默病模型中的病理蛋白沉积。然而，全球已有逾20万名患者植入了DBS电极，这些电极所在脑区与动物研究确定的睡眠环路在解剖上高度重叠，却始终未能实现类似的精准睡眠调控。
图1 人脑刺激睡眠效应全景图，汇总多个DBS靶点的睡眠调控证据并与动物研究进行对比
为系统厘清这一矛盾，研究团队对超过10,000篇DBS及颅内电极相关文献进行计算文本挖掘，将大量分散于正文中的睡眠次要结局数据加以整合，首次构建了覆盖多个脑区靶点的人类直接脑刺激睡眠效应全景图（图1）。分析显示，脑桥脚核刺激的跨物种保守性较高，低频刺激在啮齿动物、非人灵长类和人类中均可一致增加REM睡眠时长。相比之下，其他靶点的转化结果则普遍偏弱且高度异质：外侧苍白球在动物中通过GABAergic投射强效促眠，人类效果却不稳定；后下丘脑及外侧下丘脑（食欲素神经元富集区）在动物中可靠促进觉醒或调节睡眠，在人类中却未见对应效应；前下丘脑（对应VLPO区域）尽管动物证据充分，至今仍缺乏人类DBS的直接干预数据。
图2 动物与人类睡眠环路调控的可转化路径
这种落差背后存在多重原因（图2）：
技术层面，DBS电刺激在数毫米范围内激活功能相互拮抗的多种神经元，难以实现光遗传学那样的细胞类型特异性调控。
进化层面，人脑睡眠调控网络远比啮齿动物分散，且人类特有的认知性觉醒可在相当程度上覆盖皮层下的睡眠驱动。
代偿层面，人脑网络韧性更强，局部环路受扰后往往通过代偿机制维持整体睡眠稳态。
针对上述困境，综述提出了面向未来的三类策略：
优先研究跨物种保守性较高的脑干和下丘脑古老环路；
开发基于实时脑信号检测的闭环刺激系统，在特定睡眠阶段开展精准闭环刺激、顺势放大内源性睡眠节律；
以及从帕金森病、癫痫等已具备DBS适应症的患者群体切入，系统积累睡眠相关临床证据。
原文信息 DOI: 10.1093/brain/awag078
通讯作者简介
张建国 教授
首都医科大学附属北京天坛医院
● 教授，主任医师，博士生导师
● 首都医科大学附属北京天坛医院神经外科学中心副主任兼功能神经外科主任
● 北京市神经外科研究所功能神经外科研究室主任、神经电刺激研究与治疗北京市重点实验室主任
● 首都医科大学运动障碍性疾病诊疗与研究中心主任、神经调控技术国家工程研究中心副主任
● 享受国务院政府特殊津贴、北京学者、北京市有突出贡献专家
● 兼任中国医师协会神经外科医师分会常务委员兼总干事、中国医师协会神经调控专业委员会主任委员、中国抗癫痫协会（CAAE）副会长、中华医学会神经外科学分会神经生理监测学组主任委员、北京医学会帕金森病与运动障碍分会副主任委员、北京医学会神经外科分会副主任委员、中国神经调控联盟理事长、世界立体定向和功能神经外科学会（WSSFN）常务理事、亚洲癫痫外科协会常务理事等。
● 专注脑功能性疾病30余年，率先应用脑起搏器治疗帕金森病，开启了神经调控治疗脑功能性疾病的序幕，建立首个国家级神经调控多学科诊疗体系和平台，组建中国神经调控联盟，主持推动脑起搏器国产化的临床验证，为我国有源性植入脑起搏器的研发和临床推广做出了突出贡献
● 主持科技部、国自然重点及省部级课题20余项，近5年在《JAMA Neurology》《Nature Communications》《JNNP》《Brain》等国际期刊发表相关研究成果150余篇
● 主编和编译论著8部，主持撰写临床诊疗指南及专家共识8项，其中1部被纳入国际指南规范
● 2018年获“国家科技进步一等奖”，2021年获“华夏医学科技奖一等奖”，2021年当选“北京学者”等
第一作者简介
尹子霄 博士
首都医科大学附属北京天坛医院
● 首都医科大学附属北京天坛医院-柏林Charité医学院联合培养博士，北京天坛医院张建国教授团队，研究方向为脑功能性疾病的神经调控治疗
● 在Brain、Nat Commun、NPJ Digit Med、JNNP等期刊发表第一/通讯作者SCI论文20余篇
● 获2024年全球DBS Think Tank青年学者挑战金奖，入选2024年中国科协“科技智库青年人才计划”，研究成果入选2024年北京市科协“首都前沿学术成果”
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