《Sleep》：Efficacy of pink noise and earplugs for mitigating the effects of intermittent environmental noise exposure on sleep
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本研究针对环境噪声（EN）干扰睡眠的问题，探讨了恒定粉红噪声（PN）和耳塞作为缓解措施的有效性。通过实验室多导睡眠监测（PSG）发现，EN主要损害慢波睡眠（N3），而PN则显著减少快速眼动睡眠（REM）。耳塞能有效恢复大部分N3睡眠，而PN在减轻EN引起的睡眠片段化方面作用有限，且自身会抑制REM睡眠。研究强调了耳塞作为更优的噪声缓解策略，并对广泛使用PN改善睡眠的做法提出了警示。论文发表于《Sleep》。
在现代都市生活中，交通噪声已成为侵扰夜间睡眠的普遍公害。过往研究证实，夜间暴露于飞机、铁路和公路交通等间歇性环境噪声（Environmental Noise, EN）会破坏睡眠的连续性，导致觉醒次数增加和睡眠深度变浅。然而，对于市面上流行的、声称可以通过声音掩蔽（masking）效应来改善睡眠的“白噪声”或“粉红噪声”（Pink Noise, PN）设备，其科学有效性究竟如何，却缺乏严格的实验证据。同样，物理隔音的耳塞作为一种更直接的方法，其保护效果在受控的实验室环境下也有待全面评估。为了回答这些问题，由Basner, M.等人组成的研究团队在《Sleep》期刊上发表了一项精心设计的随机交叉对照研究，首次在标准多导睡眠监测（Polysomnography, PSG）实验室中，系统比较了EN、PN以及耳塞对健康成年人睡眠结构及次日功能的独立与联合效应。
研究人员招募了37名健康成年志愿者，在睡眠实验室中度过了六个实验夜，分别暴露于不同的声学条件下：安静的对照夜（CTRL）、仅有EN、EN叠加两种不同声压级（40 dBA和50 dBA）的PN、仅有50 dBA的PN（PN50），以及EN配合使用耳塞（EN+EP）。实验中播放的EN事件模拟了真实的交通噪声，最大声压级（LAS,max）在45至65 dBA之间。通过高精度的PSG和主观问卷，研究团队细致地描绘了不同噪声条件对睡眠宏观结构（如各睡眠阶段时长）、睡眠深度（通过Odds Ratio Product, ORP量化）以及次日清晨主观感受和认知功能的影响。
研究发现，EN暴露的典型特征是显著减少了深度慢波睡眠（N3期）的时间，这部分睡眠被更多地转换成了较浅的N2期睡眠。与之形成对比的是，单独播放PN50主要导致快速眼动睡眠（REM）的减少。当将PN与EN结合时（EN+PN40和EN+PN50），情况变得更为复杂：虽然PN在一定程度上降低了EN事件播放期间引起的脑电（EEG）觉醒和ORP升高（即具有部分掩蔽保护作用），但纵观整个夜晚，这种组合并未能改善整体的睡眠质量，反而因为PN自身对REM睡眠的抑制效应，使得总睡眠时间（TST）和睡眠效率进一步下降。特别值得注意的是，PN的引入似乎还干扰了噪声事件过后睡眠深度的恢复过程。与此相反，使用耳塞则表现出显著的优越性。在EN+EP条件下，EN引起的N3睡眠减少有超过70%得到了恢复，其他睡眠结构参数和主观睡眠质量评估也与安静对照夜没有显著差异，表明耳塞几乎完全抵消了EN对睡眠的负面影响，只有当噪声事件达到最高的65 dBA时，其保护效果才出现轻微减弱。
在技术方法上，本研究的核心在于利用标准多导睡眠监测（PSG）系统精确记录和分析睡眠结构，并引入Odds Ratio Product (ORP) 这一连续指标来量化睡眠深度。研究设计了包含多种交通噪声事件的播放序列，并在严格控制的实验室声学环境中，通过校准的扬声器系统实现不同声学条件的精确施加。主观评估则通过一系列标准化量表（如Karolinska睡眠量表KSS、心境状态量表POMS-SF等）完成。
主要研究结果如下：
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环境噪声（EN）对睡眠的破坏性影响：与安静对照夜相比，EN显著增加了夜间觉醒时间和N1期浅睡眠，并导致N3期深度睡眠大幅减少（平均减少23.4分钟），睡眠深度（ORP）显著升高，睡眠片段化程度加剧。
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粉红噪声（PN）对睡眠结构的独特影响：单独播放PN50虽不引起明显的睡眠片段化，但其主要效应是显著抑制REM睡眠（平均减少18.6分钟），对N3睡眠则无显著影响。
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PN作为EN缓解措施的效果有限：将PN（40或50 dBA）与EN叠加播放，虽在噪声事件发生时轻微降低了即时的睡眠扰动（如降低ORP），但未能有效逆转EN导致的N3睡眠减少，反而因PN自身的REM抑制效应，使总体的REM睡眠时间进一步缩短。与单独EN夜相比，睡眠质量并无统计意义上的改善。
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耳塞（EP）高效的睡眠保护作用：佩戴耳塞是唯一能有效对抗EN负面影响的措施。在EN+EP条件下，睡眠结构的所有主要参数，包括N3睡眠时间、REM睡眠时间、总睡眠时间以及睡眠效率，均恢复至与安静对照夜无显著差异的水平。主观评估也一致表明，参与者认为佩戴耳塞后睡眠质量更好。
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对次日功能影响轻微：在本研究设定的噪声暴露水平下，尽管睡眠结构发生了显著改变，但次日清晨的认知表现（如驾驶模拟器表现、认知测试）、心血管指标（血压、心率变异性）和听力阈值在不同实验条件间均未发现显著差异。这可能与总睡眠时间仍维持在7小时以上有关。
研究的讨论部分深入分析了这些发现的意义。EN和PN对睡眠的影响机制似乎截然不同：间歇性的EN主要通过激活上行网状激活系统引起皮层觉醒，从而碎片化睡眠并优先损害N3期；而持续的PN则可能通过抑制中脑和下丘脑中负责发起和维持REM睡眠的神经元活动，特异性地减少REM睡眠。这解释了为何两种噪声叠加使用时，不仅无法协同改善睡眠，反而可能带来“双重打击”。该发现对广泛使用PN设备（包括风扇、空调等产生类似宽带噪声的器具）来助眠的做法提出了重要警示，特别是对于REM睡眠占主导地位且对神经发育至关重要的婴幼儿群体，长期暴露于PN的潜在风险值得深入探究。
结论认为，在缓解交通噪声对睡眠的干扰方面，物理隔音的耳塞被证明是一种简单、经济且高效的个人防护策略。而基于声音掩蔽原理的恒定粉红噪声，其效果则十分有限，甚至可能因抑制重要的REM睡眠而产生不利影响。这项研究为受噪声困扰的个体选择科学的睡眠保护方案提供了关键的科学依据，并指出了未来研究需要关注长期暴露于宽带噪声对睡眠健康，尤其是REM睡眠相关功能的潜在后果。
