睡眠剥夺已被广泛认为会加剧癫痫发作，但其具体机制仍不清楚。多项研究表明，不同睡眠状态对癫痫发作的易感性各不相同，尤其是在广泛性强直-阵挛性癫痫（GTC）中。这种现象提示，不同的神经病理学机制可能主导了癫痫在睡眠-清醒周期中的时间分布。
本研究旨在探讨睡眠剥夺是否通过增加丘脑-皮质通路的兴奋性，非特异性地加剧了癫痫发作，并比较两种癫痫模型中相关神经机制的异同：杏仁核点燃癫痫模型和青霉素诱导癫痫模型。
方法设计
本研究使用12只猫，分别对其进行睡眠剥夺和对照实验。通过一种改良的“花盆法”限制快速眼动睡眠（REMS）及部分慢波睡眠（SWS）。具体实验流程如下：
- 睡眠剥夺与对照条件
- 小平台实验：猫被安置在较小的平台上方，无法进入稳定的SWS和REMS。
- 大平台实验：允许猫正常进入所有睡眠阶段，作为对照条件。
- 电生理记录与数据采集
- 测量丘脑-皮质诱发电位（EP）幅度，作为兴奋性的指标。
- 使用多导睡眠记录技术，标记猫在清醒、嗜睡、SWS、REMS及其过渡阶段的状态。
- 观察癫痫发作频率及严重程度，分别记录点燃癫痫和青霉素癫痫模型的差异。
- 统计分析
- 通过重复测量方差分析，比较睡眠剥夺与对照条件下，神经兴奋性和癫痫发作在不同状态中的变化趋势。
核心结果
- 睡眠剥夺加剧癫痫易感性
睡眠剥夺显著增强了丘脑和皮质的兴奋性，同时加剧了两种癫痫模型中的发作易感性。这种效应在所有睡眠和清醒状态下均有体现，但在癫痫易感的特定时段（如SWS到REMS的过渡阶段）尤为明显。 - 丘脑与皮质的差异性作用
- 点燃癫痫模型：丘脑兴奋性峰值主要出现在SWS到REMS的过渡阶段，与癫痫发作的时间分布高度一致。
- 青霉素癫痫模型：皮质兴奋性在清醒后的嗜睡阶段和稳定的SWS阶段达到顶峰，与癫痫发作的高发期密切相关。
- 睡眠状态与癫痫发作的关系
REMS是两种模型中癫痫发作最少的状态。即使在睡眠剥夺后，这一趋势依然存在，表明REMS可能对癫痫具有某种保护作用。然而，睡眠剥夺仍会轻微增加REMS中的神经兴奋性。 - 睡眠剥夺对兴奋性的广泛影响
睡眠剥夺后，丘脑和皮质的兴奋性普遍增加，但其时间分布未发生显著变化。这表明睡眠剥夺可能通过非特异性机制，提升神经元的整体兴奋性，从而提高癫痫发作的风险。
讨论与结论
- 睡眠剥夺如何加剧癫痫
本研究支持了睡眠剥夺通过增加丘脑和皮质通路兴奋性来加剧癫痫易感性的假说。尽管两种癫痫模型的神经机制不同，但睡眠剥夺对其影响具有一致性，表现为神经元过度兴奋性和发作风险的显著增加。 - 神经机制的异同
- 点燃癫痫的发作高度依赖丘脑的兴奋性变化，尤其是在睡眠-觉醒的过渡阶段。
- 青霉素癫痫则更依赖于皮质兴奋性的波动，特别是在清醒后嗜睡阶段，这与局部皮质对癫痫活动的主导作用相符。
- 对癫痫治疗的启示
睡眠剥夺在所有睡眠和清醒状态中均能提升癫痫发作的可能性，但其作用最强的时段依然集中在癫痫易感的睡眠过渡状态。因此，在癫痫管理中，保护患者的睡眠结构、减少睡眠剥夺，可能是降低癫痫发作风险的关键策略。
总结
本研究揭示了睡眠剥夺如何通过非特异性机制增强丘脑和皮质的兴奋性，进而加剧癫痫发作易感性。未来的研究可进一步聚焦于睡眠剥夺对其他类型癫痫（如非运动型癫痫或部分性癫痫）的影响机制，以完善我们对睡眠与癫痫复杂关系的理解。
参考文献：
Sleep Deprivation Increases Thalamocortical Excitability in the Somatomotor Pathway, Especially during Seizure-Prone Sleep or Awakening States in Feline Seizure Models’