《Sleep Medicine》：Unravelling the Cerebellum’s Role in Sleep Regulation: Prospects for Precision Sleep Medicine
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小脑通过神经连接调控睡眠-觉醒周期，其神经元活动与皮质振荡同步，电刺激可改变睡眠模式，基因表达差异影响睡眠时长和障碍，具备自主生物钟，病理改变与睡眠障碍相关。未来需阐明小脑在睡眠中的预测建模机制，以推动治疗策略创新。
罗伯托·罗德里格斯-拉布拉达 | 路易斯·贝拉兹克斯-佩雷斯
古巴神经科学中心，地址：198街与25大道交汇处，西博内，普拉亚，哈瓦那，古巴。邮政编码：11300
摘要
小脑传统上被认为与运动协调有关，但越来越多地被认识到它还调节非运动功能，包括认知和情绪。然而，它在睡眠调节中的作用相对被忽视了，这主要是由于历史上在电生理学和神经影像学睡眠研究中排除了小脑的参与。越来越多的证据表明，小脑在生理和临床背景下都是睡眠机制的活跃组成部分。支持这一观点的发现包括：(1) 小脑与主要的睡眠调节回路有广泛的连接；(2) 在非快速眼动（NREM）和快速眼动（REM）睡眠期间，小脑神经活动与新皮质振荡同步；(3) 小脑电刺激后睡眠模式发生改变；(4) 小脑中与睡眠相关的基因表达差异；(5) 小脑本身具有昼夜节律性；(6) 在原发性睡眠障碍中存在小脑结构和功能变化；(7) 小脑病变患者中睡眠障碍的发病率较高。总体而言，这些数据表明小脑深度参与了关键的睡眠机制，包括生成和调节与睡眠相关的脑节律（如睡眠纺锤波）、睡眠依赖性的记忆巩固，以及可能在睡眠中断时的补偿过程。尽管如此，一些基本机制问题仍未解决，特别是小脑是否在睡眠期间进行预测建模以支持离线认知处理。阐明这些计算功能并利用小脑的可塑性可能会加深我们对睡眠、认知和情绪之间复杂联系的理解，并为睡眠医学的下一代治疗方法提供灵感。
引言
长期以来，小脑一直被认为是确保运动精确性的主要神经中枢，它通过预测建模和错误驱动的可塑性不断整合运动意图（通过传出信号）与感官反馈[1]，[2]。然而，在过去的四十年中，大量的临床、影像学和电生理学证据促使我们对这一结构的理解发生了巨大转变[3]。虽然小脑作为运动比较器的角色无可争议，但越来越多的证据表明它在非运动领域也起着关键作用——尤其是在调节认知[4]、情绪[5]，甚至是一些自主功能（如口渴[6]）和睡眠-觉醒周期[7]，[8]方面。
然而，在睡眠研究领域，小脑长期以来一直被忽视。事实上，关于睡眠动物小脑的首次电生理记录[9]出现在对动物睡眠的最早电生理观察[10]之后32年，而REM睡眠的发现[11]之后又过了17年。此外，对PubMed索引文献的文献计量分析显示，“睡眠”和“小脑”这两个MeSH术语的共现频率明显低于海马体、大脑皮层、下丘脑和脑干等其他脑区（图1A）。然而，过去十年的研究表明，人们对探索小脑在睡眠生理学中的潜在作用越来越感兴趣（图1B）。
新的证据结合开创性的研究支持小脑在睡眠调节中的作用，主要体现在七个方面：(i) 小脑与睡眠调节脑区相互连接；(ii) 小脑神经活动和血流在睡眠状态之间变化，并与新皮质节律一致；(iii) 小脑刺激会改变睡眠模式；(iv) 一些与睡眠相关的基因在小脑中表达不同，影响睡眠时长和类型以及睡眠障碍；(v) 小脑充当次要的生物钟，其基因表达受视交叉上核的调控；(vi) 在非小脑疾病引起的常见睡眠障碍中，小脑会经历结构和功能变化；(vii) 小脑疾病常常与多种睡眠障碍相关。
尽管之前的综述文章已经适当讨论了支持小脑在睡眠调节中作用的证据[7]，[8]，但这一领域仍然是一个活跃且快速发展的研究领域。在本文中，我们旨在通过详细分析上述小脑参与睡眠的六个关键方面来更新现有知识。此外，我们还将探讨这些证据如何加深我们对小脑机制及其对睡眠相关认知功能、睡眠障碍背景下的大脑恢复力以及涉及小脑调节的潜在治疗策略的理解。
小脑与睡眠调节回路的连接性
小脑具有广泛的连接性，与多种皮层和皮下结构相互作用[12]。特别是，它包括控制睡眠-觉醒周期的神经回路（图2）[13]。研究表明，小脑从缝核接收强烈的5-羟色胺输入，主要作用于VIIA叶、X叶和Crus I叶，而VI叶和深部小脑核（DCN）接收的投射相对较弱[14]，[15]。
结论性评论
历史上，小脑在基础和转化神经科学中的忽视限制了我们对大脑功能和功能障碍的理解[214]。睡眠科学也反映了这一疏忽。然而，过去二十年的研究表明，小脑不仅是被动的运动结构，还是睡眠调节中的活跃参与者[7]，[8]。
最近对小脑在睡眠中作用的理解进展显著影响了睡眠神经生物学的发展
作者贡献声明
罗伯托·罗德里格斯-拉布拉达：撰写初稿、方法论设计、数据分析、概念化。
路易斯·贝拉兹克斯-佩雷斯：审稿与编辑、概念化
数据可用性声明
本文是一篇综述文章。文中讨论的所有数据均来自参考文献中引用的来源。
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资金信息
本综述的编写未获得任何公共、商业或非营利性机构的资金支持。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢患者和健康对照组，以及他们的研究团队成员和国际合作者，他们为小脑障碍相关睡眠研究做出了贡献，这些研究构成了本综述的基石。
