熬夜，大脑反而会更“兴奋”？PLOS Biology 找到了实锤：睡眠剥夺28小时，突触蛋白SV2A显著增加

常熬夜的人或许都有过这种矛盾体验：明明身体像被掏空，大脑却异常清醒，甚至感觉思维比平时还活跃。这种反直觉的感受到底只是错觉，还是背后确有生物学基础？

近日，发表在PLOS Biology上的一项研究给出了答案。该研究利用PET分子影像技术，在活体人脑中直接捕捉到了睡眠剥夺后的突触变化，为睡眠的突触稳态假说提供了来自人体的关键证据。

这项研究由德国于利希研究中心等机构联合完成。团队招募了40名健康成年人（平均年龄27.5岁），随机分为两组：一组正常睡眠，另一组需连续保持清醒约28小时。每位受试者在相邻两天相同时段接受两次¹⁸F-SynVesT-1 PET扫描，用于定量检测突触囊泡蛋白SV2A的结合水平。SV2A是位于突触囊泡上的跨膜蛋白，常被作为突触密度的替代指标，信号越高意味着突触囊泡越密集。对照组则用于评估该测量在短期内的稳定性。

睡眠剥夺后，多个脑区SV2A结合显著上升

结果显示，睡眠剥夺组在8个分析脑区中的6个观察到了SV2A结合潜能的显著增加。具体来看：丘脑升高4.6%，海马升高5.6%，顶叶皮质升高3.2%，枕叶、纹状体和颞叶皮质也分别上升了3.0%、4.3%和4.3%。而在正常睡眠的对照组，所有区域的变动幅度仅在-0.3%至-1.4%之间，无一具有统计学意义。对照组的组内相关系数达到了0.87~0.93，说明SV2A PET测量在短时间间隔内具有出色的可重复性。

图 1. 研究设计示意图（TIB为卧床时间）

图 2. 睡眠剥夺组皮质SV2A结合潜能参数图（n=20），映射至标准脑表面

SV2A增幅与慢波活动反弹程度直接挂钩

研究者进一步分析了睡眠剥夺组恢复睡眠中的慢波活动，这是公认的睡眠压力生理标志，清醒时间越长，随后睡眠中的慢波活动就越强。结果发现，各脑区SV2A结合的个体化增幅，与入睡后前1.5小时慢波活动相比基线的升高程度呈显著正相关，尤其在扣带回和岛叶这些慢波主要产生区域更为明显。换句话说，SV2A的上升并非随机波动，而是直接反映了体内稳态睡眠压力的积累水平。

图 3. 代表性受试者的睡眠分期及多窗谱图（上：基线睡眠；中：睡眠剥夺后恢复小睡；下：慢波活动相对差异与SV2A结合相对变化的散点关系）

不过，尽管睡眠剥夺显著升高了受试者的主观嗜睡评分，精神运动警觉性测试表现也明显下滑，但SV2A的变化幅度与这两项行为指标之间并未表现出统计学关联。这提示分子层面的突触可塑性变化，可能比行为表现更早发生，或者两者反映的是不同层面的生理过程。

小结

这项研究首次在活体人脑中证实：急性睡眠剥夺可广泛增加多个脑区的突触囊泡蛋白结合，且增加幅度与睡眠压力的生理指标紧密耦合。这一发现不仅为突触稳态假说提供了来自人体的直接证据，也表明SV2A PET技术具备灵敏捕捉睡眠-觉醒状态突触动态变化的能力。更有意思的是，此前研究显示抑郁症患者脑内SV2A水平低于常人，而电休克、氯胺酮等快速抗抑郁疗法又能提升SV2A。睡眠剥夺同样能升高SV2A，这种分子层面的共性，或许为理解睡眠、情绪调节与抗抑郁机制之间的神经联系提供了新的切入点。每一次熬夜留下的，不只是第二天的困倦，还有大脑中可以被探测到的分子印记。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Elmenhorst D, Foerges AL, Gordji-Nejad A, et al. Sleep deprivation increases levels of the synaptic density marker SV2A in the human brain. PLoS Biol. 2026;24(6):e3003816. Published 2026 Jun 23. doi:10.1371/journal.pbio.3003816