中老年最佳睡眠时长的遗传神经机制

目前存在睡眠障碍的群体非常普遍，其中中老年人中存在睡眠问题的比例更高达50%。那么对于中老群体，最佳睡眠时长是多少？睡眠与他们的心理健康、认知能力有怎样的关系？这些关系背后的遗传与神经机制是什么？

围绕这些问题，复旦大学类脑智能科学与技术研究院冯建峰教授/程炜青年研究员课题组利用大数据分析方法展开研究。基于UK Biobank数据库，课题组对近50万被试者（38-73岁）的睡眠时长与认知、精神健康等广泛行为表征进行非线性建模分析，发现睡眠时长与中老年人的认知能力、精神健康呈显著的非线性关联，且存在着一致的7小时最优睡眠时长。进一步利用神经影像多模态数据对上述非线性关系背后的神经机制展开研究并发现，睡眠时长与眶额叶皮层、海马、颞叶皮层以及中央前回等情感、记忆环路的核心脑区的脑结构特征也呈显著非线性关联。课题组进一步利用结构方程模型建立睡眠问题从微观遗传基因到介观神经影像再到宏观行为表型的统一模型。研究成果于2022年4月28日，以“The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health”为题发表于Nature子刊《Nature Aging》。

该研究首次系统刻画了中老年人睡眠时长认知功能、精神健康等多维度表型之间的非线性关系，并发现该关系背后的遗传与神经基础，为指导中老年人健康睡眠、促进中老年人认知与精神健康提供科学依据。

文章信息：

Li, Y., Sahakian, B. J., Kang, J., Langley, C., Zhang, W., Xie, C., . . . Feng, J. (2022). The brain structure and genetic mechanisms underlying the nonlinear association between sleep duration, cognition and mental health. Nature Aging. doi:10.1038/s43587-022-00210-2

作者简介：

冯建峰，长江学者特聘教授，现任上海数学中心首席教授、复旦大学类脑人工智能科学与技术研究院院长、复旦大学大数据学院院长，英国皇家学会沃夫森研究功勋奖获得者，2019 年作为三十年来的首位华人受邀在剑桥大学作 Paykel Lecture 年度冠名讲座。在计算脑疾病和类脑人工智能领域，发展了一系列数学、统计与计算机的理论和方法，并原创性地将它们应用于解决神经科学、各类脑疾病和自动驾驶中的具体问题。共发表三百多篇文章，其中五十几篇研究成果作为通讯或第一作者发表在 Nature 子刊，Science子刊，JAMA子刊等生物医学杂志和 IEEE TPAMI和 PRL 上。

程炜，复旦大学青年研究员，博士生导师。研究领域为发展影像大数据统计方法及其在神经精神疾病中的应用研究。近五年，以通讯或第一作者(含共同)身份在相关领域发表论文30多篇，包括脑疾病领域旗舰期刊JAMA Psychiatry、Nature Aging、Molecular Psychiatry等。目前担任Journal of Neuroscience Methods编委、英国华威大学荣誉研究员以及Biological Psychiatry等多个期刊审稿人。

李玉珠，复旦大学类脑智能研究中心博士研究生。研究兴趣为精神及认知疾病的风险因素及睡眠障碍的神经机制等，相关工作发表于Molecular Psychiatry及Nature Aging。