《Frontiers in Aging Neuroscience》：Polarity-dependent modulation of sleep oscillations and cortical excitability in aging
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本综述通过对比阳极与阴极慢振荡经颅直流电刺激（so-tDCS）对老年人非快速眼动（NREM）睡眠振荡的调控效应，揭示了阳极so-tDCS在增强慢振荡（SO）与睡眠纺锤波（spindle）耦合、提升皮层兴奋性方面的优势，并首次发现个体时型（chronotype）对刺激效果具有显著调节作用，为个性化睡眠干预策略提供了新依据。
背景
在非快速眼动（NREM）睡眠期间，皮层慢振荡（SO；<1 Hz）和丘脑睡眠纺锤波活动（12–15 Hz）通过精确的相位耦合相互作用以支持记忆巩固。传统的阳极慢振荡经颅直流电刺激（so-tDCS）通过在SO上相（up-state）去极化皮层来促进SO活动和SO-纺锤波耦合。然而，颅内记录研究发现，以皮层超极化为特征的SO下相（down-state）可以触发丘脑纺锤波爆发，这提出了一个新假说：阴极so-tDCS通过促进超极化，可能选择性增强下相，从而更有效地改善SO-纺锤波耦合。
材料与方法
研究团队在22名健康老年人（年龄55-79岁，平均65.9±6.8岁）中检验了这一假说。每位参与者在独立的午睡时段分别接受阴极、阳极和假刺激（sham）so-tDCS。刺激采用振荡电流（0.75 Hz，5–255 μA），通过双侧额叶电极（F3, F4）和乳突参考电极（M1, M2）在N2/N3睡眠期以1分钟为模块进行。研究量化了SO和纺锤波特征、它们的时序耦合，并使用EEG频谱斜率作为皮层兴奋性/抑制性（E/I）平衡的指标。同时，评估了个体时型（chronotype）作为潜在的调节因素。
结果
研究发现，阳极so-tDCS改善了SO-纺锤波同步性，并在中间型或夜晚型时型的参与者中增加了纺锤波功率。相比之下，阴极so-tDCS尽管延长了SO下相的持续时间，但并未增强这些振荡指标。阳极so-tDCS还将E/I平衡转向兴奋性增加，表明皮层兴奋性提升，而阴极so-tDCS并未产生预期的相反转变。时型分析显示，中间型至夜晚型个体的纺锤波功率在阳极刺激下增强最显著（MEQ得分与纺锤波增益呈负相关，r = -0.59, p = 0.004），而阴极刺激的调节效应较弱。
讨论
研究表明，so-tDCS的极性是其功能效用的关键决定因素。阳极so-tDCS有效增强了与记忆巩固相关的丘脑皮层振荡机制，而阴极so-tDCS虽然调制了SO形态（延长下相、缩短上相），但未能有效参与功能通路。阳极刺激诱导的皮层兴奋性增加可能与NREM睡眠期间的“兴奋性上相状态”机制一致，有助于改善SO-纺锤波耦合。个体时型对刺激反应的显著调节作用强调了在睡眠脑刺激协议中考虑个体差异的重要性，为针对认知老化和阿尔茨海默病等疾病的个性化睡眠干预策略提供了新的视角。
局限性
研究样本量（N=22）较小，可能限制了检测更细微效应的能力。此外，阴极刺激条件未包含记忆任务，可能引入潜在混杂，但基线睡眠振荡参数无组间差异，且时型的调节效应独立于学习任务，降低了此影响。未来工作需在更大样本和夜间睡眠场景中验证这些发现。
