一、节律中枢与睡眠中枢的连接机制及紊乱效应
在正常情况下,SCN如何通过神经环路影响睡眠/觉醒调控中心(如VLPO、丘脑、脑干网状上行系统等)以维持睡眠节律?当生物节律紊乱时(例如昼夜周期错乱或时钟基因功能异常),这些关键环路的活动模式和功能连接发生了怎样的改变,从而导致睡眠结构和行为的异常?具体的神经核团和通路在节律紊乱型睡眠障碍中扮演什么角色?
二、睡眠驱动的代谢废物清除及其分子调控
睡眠过程中,大脑通过胶淋巴系统清除代谢废物的效率如何受到节律信号的调控?节律失调会否损害这一清除过程?在睡眠-清除功能中起关键作用的分子和细胞成分是什么(例如AQP4水通道、去甲肾上腺素、星形胶质细胞等),它们的功能变化如何解释睡眠障碍患者中常见的认知功能下降和神经退行风险增加?能否在脑脊液或血液中捕获反映这一过程紊乱的生物标志物?
三、非侵入脑刺激对睡眠节律的作用机理
经颅磁刺激(rTMS)、经颅电刺激(tDCS/TES)、经颅超声、环境光调控等无创脑调控技术对改善睡眠和纠正节律紊乱有何效果及神经生物学机制?不同刺激模式(频率、强度、时间)如何影响睡眠相关脑区的神经活动和网络动力学,从而改变睡眠状态(如延长深睡持续时间、提高睡眠效率等)?这些干预手段的作用是否存在个体差异及优化空间,如何实现个性化、自适应的干预?
四、人工智能与人工意识在睡眠研究中的应用
如何将DIKWP人工意识模型用于模拟和预测睡眠-觉醒过程的复杂动态?能否通过人工意识操作系统整合多源数据(脑电、神经活动、组学、生理信号等),实现对睡眠状态的智能监测和异常检测?语义编程方法在挖掘睡眠障碍潜在机制、筛选治疗靶点方面如何发挥作用?最终,能否构建一个AI辅助的闭环反馈系统,根据实时监测的睡眠生理指标自动调整刺激参数,实现对睡眠的优化调控?
上述科学问题彼此关联,涵盖从基础机制到应用转化的完整链条。解决这些问题将丰富我们对睡眠障碍发生发展的系统性认识,并为开发新疗法提供科学依据。