膿毒癥，這個看似陌生卻又在醫院中頻繁出現的病癥，正悄然威脅著無數患者的生命。它是嚴重疾病引發的一種危及生命的并發癥，是身體對感染產生的失調性全身反應，在醫院死亡病例中占比高達 35%。更可怕的是，高達 70% 的膿毒癥患者在疾病早期會遭受膿毒癥相關腦�。⊿epsis - associated encephalopathy，SAE）的折磨，即使有幸存活，20 - 25% 的人也會面臨諸如睡眠障礙、認知和執行功能受損、精神疾病等一系列神經癥狀的困擾，也就是所謂的膿毒癥后綜合征。
在這些神經癥狀中，睡眠問題尤為突出�；颊叱３１活l繁的覺醒打斷睡眠，睡眠變得支離破碎，不僅影響了睡眠的恢復功能，還干擾了免疫系統，進一步增加了患 SAE 的風險。而且，睡眠 - 覺醒模式的紊亂與患者的認知功能、精神穩定性和疲勞程度密切相關，嚴重影響了患者的生活質量和康復進程。
從腦電圖（EEG）的檢測結果來看，SAE 患者存在著諸如 EEG 減慢、病理性 θ 波和三相波等異常情況，并且這些異常與患者的死亡率和殘疾程度直接相關。然而，由于重癥監護病房（ICU）中的醫療治療和其他復雜情況的干擾，這些 EEG 癥狀的解讀變得困難重重。同時，不同研究中 EEG 的變化差異很大，這可能是因為膿毒癥的誘導方法、記錄時間點、警覺狀態以及大腦區域的不同，反映出不同的損傷機制和潛在的干預靶點。
為了深入了解膿毒癥相關腦病背后的神經生理機制，國外研究人員開展了一項極具意義的研究。他們以高劑量脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）誘導的全身炎癥為模型，聚焦于自由活動動物大腦皮層和海馬體在睡眠 - 覺醒結構改變背景下的神經活動變化，旨在揭示 LPS 對大腦活動的區域特異性和警覺狀態特異性影響。該研究成果發表在《Brain, Behavior, and Immunity》雜志上。
研究人員在實驗過程中運用了多種關鍵技術方法。他們選取了 13 只 4 月齡的雄性 Long - Evans 大鼠，在其大腦的海馬體和皮質部位植入電極，用于記錄局部場電位（Local Field Potential，LFP），同時記錄頸部肌電圖（Electromyogram，EMG），以此來監測大鼠的睡眠 - 覺醒狀態。實驗分兩天進行，第一天給大鼠腹腔注射生理鹽水作為基線（Baseline，BL），第二天則注射 5mg/kg 的 LPS，在注射前 1 小時和注射后 6 小時持續記錄相關數據。
下面我們來詳細了解一下研究結果。在行為癥狀方面，注射 LPS 后，大鼠的行為發生了明顯變化。在實驗所處的光照階段，無論是基線日還是 LPS 注射日，大鼠在籠中的活動量都相對較低。但注射 LPS 后，大鼠大多保持不動，呈現俯臥、平臥的姿勢，幾乎沒有頭部掃描動作，眼睛半閉或全閉，到記錄期末還出現了豎毛現象。而在基線日，大鼠要么處于正常的蜷縮睡眠姿勢，要么安靜地端坐，偶爾會主動探索籠子。
在 LPS 對振蕩和非振蕩 LFP 活動的影響上，注射 LPS 后，LFP 功率譜發生了廣泛的區域和狀態特異性變化。起初，皮質功率在約 40Hz 以上出現寬帶增加，隨后，皮質和海馬體的頻譜功率整體下降，并在 LPS 注射后約 90 分鐘趨于穩定，而注射生理鹽水后功率譜基本保持穩定。對典型頻譜帶的分析證實，在清醒和非快速眼動睡眠（Non - Rapid Eye Movement sleep，NREM sleep）狀態下，皮質和海馬體的功率均出現整體下降。
在睡眠 - 覺醒狀態的改變上，LPS 誘導了快速發作的嚴重時間和空間警覺狀態碎片化，這一變化比其他頻譜變化提前了約 90 分鐘。在清醒狀態下，LPS 導致了特定的不穩定，并增加了 δ 振蕩活動，但在 NREM 睡眠狀態下并非如此，不過 NREM 睡眠的 δ 功率降低是由非周期性頻譜變化引起的。此外，LPS 特異性地降低了清醒狀態下海馬體較高頻率的 γ 振蕩（60 - 80Hz 峰值），但對皮質高 γ 或較低頻率的 γ 振蕩沒有影響。
綜合上述研究結果，研究人員得出結論：睡眠 - 覺醒模式的破壞可作為膿毒癥和相關腦病的早期指標，獨立于頻譜變化。這意味著在臨床診斷中，醫生可以通過觀察患者睡眠 - 覺醒模式的變化，更早地發現膿毒癥相關腦病的跡象，為及時干預爭取寶貴時間。而且，在膿毒癥早期，針對穩定警覺狀態的治療可能是預防進一步病理性神經生理學發展、限制炎癥相關腦損傷的新選擇。這一研究成果為膿毒癥相關腦病的早期診斷和治療開辟了新的方向，有望改善膿毒癥患者的預后，減輕他們的痛苦，具有重要的臨床意義和應用價值。