增強深度睡眠

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SleepLoop是一種新設計的移動系統，可以通過聽覺大腦刺激來幫助促進深度睡眠。該設備通過追蹤個體進入慢波大腦活動的時間，觸發聽覺信號，同步神經元并增強慢波。

一、增強深度睡眠

許多人，尤其是老年人，會出現睡眠異常。尤其是隨著年齡的增長，深度睡眠階段變得更短、更淺。深度睡眠對大腦和記憶的再生都很重要，同時對心血管系統也有積極的影響。
研究人員已經證明，表示深度睡眠的腦電波，也就是慢波，可以通過在睡眠時用耳機播放精確計時的聲音來改善。雖然這種方法在控制條件下的睡眠實驗室中很有效，但迄今為止還沒有一種解決方案可以居家持續效果超過一個晚上。

SleepLoop來拯救
作為SleepLoop項目的一部分，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發了一種可以在家里使用的移動系統，旨在通過聽覺大腦刺激來促進深度睡眠。
SleepLoop系統由一個頭帶組成，該頭帶在睡前戴上并整夜佩戴。該頭帶包含電極和一個微型芯片，可不斷監測睡眠者的大腦活動。這些數據使用特定軟件在微型芯片上實時自主分析。
一旦睡眠的人在大腦活動中顯示出深度睡眠特征的慢波，該系統就會觸發一個短暫的聽覺信號（點擊）。這有助于同步神經元細胞并增強慢波。該解決方案的獨特之處在于，在深度睡眠期間，睡覺的人并不會意識到這種聲音。

第一項臨床研究
來自蘇黎世聯邦理工學院和蘇黎世大學醫院的研究人員，由運動神經控制實驗室的小組負責人Caroline Lustenberger主導，首次使用該設備進行了一項臨床研究，研究結果剛剛發表在《通訊醫學》雜志上。
這項研究為60~80歲的參與者配備睡眠循環系統，要求他們自己在家里操作。該系統即使沒有技術經驗的用戶也能夠獨立運行。“這很有效。令人驚訝的是，我們的數據丟失量驚人地少，參與者將該設備評為用戶友好型設備”，Lustenberger說。
參與者在四周內每晚都佩戴這個設備，前兩周每晚進行聽覺刺激，接下來的兩周內沒有刺激。被試和研究人員都不知道在哪兩周內播放了聽覺信號，在哪兩周內沒有播放。

聽覺刺激確鑿可行
16名參與者的研究結果表明，在大多數參與者的深度睡眠過程中，確實可以通過聽覺信號來增強慢波。然而，個體差異是廣泛的，一些受試者對刺激的反應良好，而另一些受試者的反應很小或根本沒有。

一個頭戴SleepLoop系統睡覺的男人

蘇黎世聯邦理工學院研究人員開發的SleepLoop系統在指定時間發出聲音，以放大慢波。圖片來源：SleepLoop

根據Lustenberger的說法，一個人是否對刺激做出反應并不取決于他們在白天的健康狀況。“有些人對刺激反應良好，并明顯表現出慢波增強，而另一些人則沒有反應，無論他們的日間健康狀況如何。”
研究人員利用這些個體差異來更好地預測給定個體對聽覺刺激的反應。這反過來又有助于他們優化和提高SleepLoop的性能。

市場軌道啟動
剝離公司[1]Tosoo AG目前正在進一步開發該設備，并為臨床市場做好準備。顯然，它不是免費的，而只能通過醫生的處方獲得。
在蘇黎世聯邦理工學院開發這項技術的Walter Karlen強調說：“這是一種醫療設備，而不僅僅是一種健康消費產品，當你有睡眠困難時，便可以在網上訂購。”Karlen已于2021年5月被任命為烏爾姆大學生物醫學工程研究所所長。
他說：“該設備的使用必須由醫生進行醫學指導和監督。”該技術的進一步發展現在也將在烏爾姆繼續進行。

二、居家老人的聽覺深度睡眠刺激：一項隨機交叉試驗

研究背景
聽覺刺激已經成為一種很有前景的工具，可以增強非侵入性睡眠慢波，深度睡眠大腦振蕩，且與睡眠恢復緊密相關，并隨著年齡的增長而減少。雖然聽覺刺激在基于實驗室的研究中顯示出了有益的效果，但目前尚不清楚這種刺激方法是否可以轉化到現實生活中。

Lustenberger, C., Ferster, M. L., Huwiler, S., Brogli, L., Werth, E., Huber, R., & Karlen, W. (2022). Auditory deep sleep stimulation in older adults at home: A randomized crossover trial. Communications Medicine, 2(1), 30. DOI:10.1038/s43856-022-00096-6.

方法
我們在62~78歲的健康成年人中進行了一項完全遠程、隨機、交叉的試驗（clinicaltrials.gov：NCT03420677）。評估了慢波活動作為主要指標的結果、睡眠結構和日常功能，例如，警覺性和情緒作為次要結果，經過兩周的移動聽覺慢波刺激期和兩周的對照期（無聽覺刺激），間隔有兩周的洗脫期。參與者被隨機分配，根據哪種干預條件將首先使用區組設計來保證平衡。進行評估的參與者和實驗者對這些情況一概不知。

結果
在33名被納入和篩選的參與者中，我們報告了16名接受相同干預的參與者的數據。基于兩種不同的聽覺刺激方法，該受試群體慢波活動有顯著的增強，而對睡眠結構和日常功能的影響較小。我們進一步強調了對聽覺刺激的慢波反應存在于個體間和個體內的顯著差異，并建立了預測機制。

討論
雖然在完全偏離的環境中，健康老年人的慢波增強是可能的，但對聽覺刺激的反應存在顯著的個體差異。需要新的個性化解決方案來解決這些差異，該發現將指導未來的設計，以使用可穿戴技術有效地提供聽覺睡眠刺激。

睡眠的恢復功能與慢波密切相關
慢波是在深度睡眠中發生的大腦活動模式，并隨著年齡的增長而減弱。在一項試驗中，研究人員使用了一種移動設備（SleepLoop），在睡眠過程中提供聽覺刺激，測量它對慢波、情緒和警覺性的影響。這是一種在睡眠中管理精確定時聲音的方法，通過聽覺刺激來增加慢波。研究局限在于參與者之間以及在同一參與者的不同夜晚之間也有很大的效應差異。
該研究表明，在家主動進行聽覺刺激是可行的，并有望指導未來的聽覺刺激策略。

[1]譯者注，原文spin-off company是指剝離公司。指一個大公司把它的某一個部門分離出來,使之成為一個獨立的公司。

參考來源
Lustenberger, C., Ferster, M. L., Huwiler, S., Brogli, L., Werth, E., Huber, R., & Karlen, W. (2022). Auditory deep sleep stimulation in older adults at home: A randomized crossover trial. Communications Medicine, 2(1), 30. DOI:10.1038/s43856-022-00096-6.
https://www.nature.com/articles/s43856-022-00096-6
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總結

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