研究证实：慢波睡眠脑电波音乐可有效改善睡眠质量

研究证实：慢波睡眠脑电波音乐可有效改善睡眠质量

一项来自电子科技大学成都脑科学研究所的研究发现，慢波睡眠（SWS）阶段的脑电波音乐可以有效改善睡眠质量。这项研究通过实验验证了SWS脑电波音乐对睡眠的积极影响，并揭示了其背后的神经机制。

研究背景与目的

近年来，越来越多的研究表明，脑电波音乐对神经系统和睡眠具有积极影响。为了深入探讨脑电波音乐对睡眠质量的具体作用机制，电子科技大学成都脑科学研究所的研究团队设计了一项实验研究。

实验设计与方法

研究团队招募了33名年轻参与者，并将其随机分为三组：REM组、SWS组和白噪声组（WN组）。实验中使用了两种类型的脑电波音乐，一种来自REM睡眠阶段，另一种来自SWS睡眠阶段。每首音乐的音符示例如下图所示：

图2:实验的脑电波音乐插图[西贝柳斯印刷（2019）]。REM脑电波音乐开始时的音符如（A）所示，SWS脑电波音乐结束时的音符见（B）。

在实验过程中，参与者连续六天在睡前听20分钟的指定音乐。其中，REM组听REM脑电波音乐，SWS组听SWS脑电波音乐，WN组则听白噪声。研究者通过多导睡眠图记录了参与者第一天和最后一天的脑电图及其他生理信号。

图4：实验程序说明

实验结果

研究发现，SWS组的睡眠潜伏期显著缩短了38.45%（t（10）=2.441，p=0.031），而REM组和WN组的睡眠潜伏期虽有下降但不显著。此外，SWS组的睡眠效率也有所提高（3.98%，t（10）=-1.943，p=0.076），其他两组则呈现下降趋势。

*图5：多导睡眠图（PSG）的睡眠变量。SWS组的睡眠潜伏期在听音乐后显著降低[t（10）=2.441，p=0.031]，SWS组睡眠效率显著提高[t（10=-1.943，p=0.076]。意味着两组之间存在显著差异或边际显著差异。

进一步的脑电图数据分析显示，SWS组在深度睡眠阶段的全脑功率谱密度显著降低，而REM组和WN组则呈现增加趋势（F（2，31）=7.909，p=0.005）。

*图6：在深度睡眠阶段（测试后-测试前），每组脑电图德尔塔带的全脑功率谱密度的比较。对于脑电图的δ带，REM组和SWS组之间（p=0.005）以及SWS组和WN组之间（p=0.024）存在显著差异。意味着两组之间存在显著差异或边际显著差异。

脑电图功率谱密度地形图显示，在REM组和WN组中，大脑在δ波段的功率谱密度增加，而在SWS组中则呈现相反的效果。

图7：分别在δ带中的REM、SWS和WN组的深度睡眠阶段的脑电图功率谱密度地形图（后测-前测）。在REM组和WN组中，F4和C4通道的功率谱密度在听音乐后没有变化。O1、C3、F3和O2通道的功率谱密度在听音乐后都增加了，其中O1通道增加最少，O2增加最多。在SWS组中，F4通道的功率谱密度没有变化，F3、C3、C4、O1和O2通道的功率频谱密度在实验后下降，其中C4通道下降幅度最大。在慢波系统组中，F4的功率谱密度增加，但在其他通道中降低。

通过图论分析大脑功能连接时发现，SWS组中F3-C3连接与睡眠潜伏期呈负相关（r=-0.527，p=0.064），即F3-C3连接增加越大，睡眠潜伏期越长。

图8：SWS组深度睡眠阶段的脑电图连接性与睡眠潜伏期之间的相关系数（后测-前测）。深度睡眠期间F3和C3（F3–C3）之间的连通性与睡眠潜伏期（红色三角形）略微显著相关（p=0.064），而深度睡眠期间F3-O1（F3–O1）之间的连接性与睡眠潜伏期没有显著相关（蓝色点）。

结论

研究结果表明，SWS脑电波音乐能够有效降低脑电图功率谱密度，缩短睡眠潜伏期，增强F3-C3连接，从而改善睡眠质量。相比之下，REM脑电波音乐和白噪声则没有显示出明显的改善效果。

这项研究为进一步开发基于脑电波音乐的睡眠干预方法提供了科学依据，未来有望应用于失眠等睡眠障碍的治疗。

参考文献
Gao D, Long S, Yang H, Cheng Y, Guo S, Yu Y, Liu T, Dong L, Lu J, Yao D. SWS Brain-Wave Music May Improve the Quality of Sleep: An EEG Study. Front Neurosci. 2020 Feb 11;14:67. doi: 10.3389/fnins.2020.00067. PMID: 32116514; PMCID: PMC7026372.