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鑒于睡眠在兒童青少年腦發(fā)育與行為健康中發(fā)揮重要作用,本刊特邀專家著重介紹睡眠對兒童青少年記憶力、注意力、自制力、社會情緒功能等方面帶來的影響。希望引起讀者的關(guān)注,做好自己或者孩子的睡眠管理。
——編者
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睡眠影響兒童青少年腦發(fā)育與行為健康
文丨桂一丁 王廣海 江帆
(桂一丁系國家兒童醫(yī)學中心-上海兒童醫(yī)學中心兒科學在讀博士;王廣海系國家兒童醫(yī)學中心-上海兒童醫(yī)學中心心理睡眠咨詢師、副研究員;江帆系國家兒童醫(yī)學中心-上海兒童醫(yī)學中心主任醫(yī)師、教授)
兒童青少年身心發(fā)展處于疾風驟雨的快速變化階段,除了我們可以明顯觀察到的外部生理特征外,其認知能力、情緒調(diào)控能力、社會交往能力,以及潛在的大腦結(jié)構(gòu)和功能,都經(jīng)歷了顯著的發(fā)育變化。無論是大腦的發(fā)育,還是行為的發(fā)展都離不開健康的睡眠,而睡眠不足和睡眠紊亂會干擾大腦正常的發(fā)育過程和功能的發(fā)揮,進而對兒童青少年的身心健康和學業(yè)發(fā)展造成損害。
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令人擔憂的是,全球數(shù)據(jù)顯示,大約有25%的兒童青少年存在睡眠問題,且在過去100年間該群體的睡眠時間持續(xù)下降,整體上減少一個多小時。
兒童青少年的睡眠面臨雙重挑戰(zhàn),首先是隨著手機等電子產(chǎn)品廣泛應(yīng)用,過度的屏幕暴露直接侵占了兒童青少年的睡眠時間,損害睡眠質(zhì)量;同時社會競爭的日趨激烈使兒童青少年學業(yè)壓力也與日俱增,加劇了睡眠缺損的危機。
一個普遍的現(xiàn)象是,兒童青少年上學日入睡較晚,但為了上早課又不得不很早起床,睡眠處于慢性剝奪狀態(tài)。再者,上學日欠下的“睡眠債”往往需要在周末或假期進行補償,也就是“補償睡眠”。
兒童青少年的睡眠模式不僅在周末和平時差異大,在每一天之間可能也存在很大的變異性。睡眠不規(guī)律或睡眠節(jié)律的紊亂會進一步損害兒童青少年大腦功能的發(fā)揮,使其無法有效應(yīng)對學業(yè)和情緒調(diào)節(jié)的需要。除了廣泛的睡眠不足,睡眠不規(guī)律外,青少年還容易出現(xiàn)各種睡眠障礙,其中常見的是失眠和睡眠時相延遲障礙。
一、 睡眠與睡眠發(fā)育
我們有必要先了解睡眠結(jié)構(gòu)和睡眠周期的基本知識。 睡眠分為非快速眼動(non-rapid eye movement, NREM)睡眠和快速眼動(rapid eye movement, REM)睡眠。兩種睡眠狀態(tài)都有其獨有的特征和功能。
非快速眼動睡眠
非快速眼動睡眠主要對人體起到恢復性的作用,在這一階段,大腦的活動顯著降低。根據(jù)腦電圖的特征,非快速眼動睡眠可以劃分為3期,從第1期到第3期,睡眠深度逐步增加,喚醒閾值也在逐步增高,其中第3期又被稱為深度睡眠或慢波睡眠(slow-wave sleep,SWS)。
快速眼動睡眠
而快速眼動睡眠則是夢境開始出現(xiàn)的睡眠階段,在這一階段人們可能會做夢,但身體卻無法運動。對于大腦尚處于發(fā)育階段的兒童青少年來說,快速眼動睡眠尤其關(guān)鍵,具有鞏固和整合記憶,維持和建立神經(jīng)連接的功能。在夜晚,快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠交替出現(xiàn),前1/3夜晚以非快速眼動睡眠為主,而后1/3夜晚則以快速眼動睡眠為主。
睡眠周期的出現(xiàn)并非與生俱來。
新生兒的睡眠狀態(tài)
新生兒的睡眠狀態(tài)可以分為活躍睡眠、安靜睡眠和不確定態(tài)睡眠。在生命的最初幾年,嬰兒的睡眠特征會隨著年齡的增長而發(fā)生變化。生命第一年的下半年,嬰兒的安靜態(tài)睡眠逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉强焖傺蹌铀撸⒅鸩椒只癁槿齻€階段;同時,活躍睡眠則逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭焖傺蹌铀?。從?個月開始,嬰兒睡眠的腦電圖特征就已經(jīng)和成人很接近了。
兒童期睡眠狀態(tài)
兒童期是睡眠快速發(fā)展的階段,睡眠時間隨著年齡增長逐漸下降,晝夜節(jié)律則逐漸建立,同時睡眠結(jié)構(gòu)和睡眠周期也存在快速變化:非快速眼動睡眠占總睡眠時間的比例從出生時的50%下降為成年后的25%,深度睡眠占總睡眠時間的比例在兒童早期達到頂峰后逐漸下降,睡眠周期也從嬰兒期的約50分鐘逐漸增加為成人期的90-110分鐘。
青春期睡眠狀態(tài)
而進入青春期后,一個最為典型的特征是睡眠時相延遲,這與性激素水平和褪黑素周期的生理性變化密切相關(guān)。同時,青春期特有的社會性因素也發(fā)揮重要作用,例如這一階段愈加豐富的夜間社交活動、學業(yè)壓力增大,及過度的屏幕暴露等會導致青少年就寢延遲。研究發(fā)現(xiàn),與青春期后期相比,在青春期早期褪黑素水平受夜間屏幕暴露影響而降低的幅度更大,也就是說,青春期早期青少年的睡眠時相對夜間屏幕暴露更敏感。
從嬰幼兒階段開始,睡眠就對學習記憶、情緒調(diào)節(jié)、認知能力等產(chǎn)生著重要作用。
有研究發(fā)現(xiàn),在學習語言后4小時內(nèi)小睡過的嬰兒比沒有小睡過的嬰兒能記得更多的語法知識,而且也可以將語言記憶保持更長的時間,這提示在嬰兒期,睡眠就在記憶強化與記憶保持發(fā)揮著重要作用。同時,睡眠質(zhì)量和睡眠效率越高,嬰兒的自我調(diào)節(jié)能力也越高。在整體認知能力方面,研究發(fā)現(xiàn)夜間睡眠效率越高,睡眠比例越長的嬰兒,其認知能力與解決問題的能力更強。
睡眠不僅促進嬰幼兒更好的發(fā)育行為表現(xiàn),對其腦發(fā)育也產(chǎn)生重要影響。一項研究發(fā)現(xiàn),從2歲開始有睡眠障礙的兒童相比于正常兒童,在7歲時的腦灰質(zhì)體積更小,在背外側(cè)前額葉區(qū)域的皮層較薄,提示了睡眠障礙對大腦發(fā)育的影響。
由于在非鎮(zhèn)靜狀態(tài)下對嬰幼兒進行影像檢查比較困難,睡眠在生命早期腦發(fā)育中的作用還遠遠未被揭示。但我們相信,隨著技術(shù)的進步與科研工具的發(fā)展,未來這一領(lǐng)域會涌現(xiàn)出更多的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)。
二、睡眠與青春期腦發(fā)育
對正處于快速生長發(fā)育階段的青少年來說,睡眠剝奪、生物節(jié)律紊亂不僅會引起短期注意力不集中、學業(yè)成績下降等后果,長期來看還會損害腦功能,導致青少年記憶力下降、注意力缺陷、抑郁焦慮、行為沖動等情緒/行為問題,損害身心健康與學業(yè)發(fā)展。
睡眠與記憶
睡眠是記憶鞏固的關(guān)鍵階段。在白天通過與人及周圍環(huán)境的交互作用,青少年不斷接受新的刺激,獲取新的知識,建立新的知識連接,這一切都是日后認知進一步發(fā)展的前提與關(guān)鍵。而這些思維連接的鞏固與發(fā)展同樣發(fā)生在睡眠中。
多項研究發(fā)現(xiàn),日間小睡時青少年的大腦前額葉,也就是大腦高級功能的主要區(qū)域存在著顯著活動。而另一項研究發(fā)現(xiàn),在完成動作序列學習的訓練任務(wù)后約10小時進行測試,經(jīng)過睡眠的青少年比保持清醒的青少年掌握更多的動作序列規(guī)則,并且在測試過程中海馬體的激活程度更強,這可能與深睡眠階段海馬體對記憶表征的加工有關(guān)。還有研究發(fā)現(xiàn),在持續(xù)一周的睡眠剝奪狀態(tài)下,青少年在記憶相關(guān)的任務(wù)中表現(xiàn)更差,同時大腦功能也存在代償。這些都體現(xiàn)了在青少年中睡眠對于記憶的重要性。
睡眠與注意力
青少年時期,注意力處在一個快速發(fā)展的階段。青少年的注意持續(xù)時間不斷延長,注意的集中能力不斷變強,可以同時注意的客體不斷變多,這些是青少年進行各種復雜抽象推理與數(shù)理運算的“地基”,而牢固的“地基”方可承載高聳的建筑,保障優(yōu)異的學業(yè)表現(xiàn)。
大量的腦科學研究發(fā)現(xiàn),睡眠不足會嚴重阻礙青少年注意力的發(fā)展,損害注意加工過程。例如,研究者發(fā)現(xiàn),睡眠不足會影響到背側(cè)前額葉皮層、頂葉下葉、內(nèi)側(cè)額回和后扣帶回的腦功能,而這些區(qū)域的腦功能恰恰與注意力密切相關(guān)。而運用腦電波的測量方法,在諸如P3波的潛伏期和波峰對比中,研究者也發(fā)現(xiàn)了睡眠不足對大腦的負面影響。
因此,青少年持久而穩(wěn)定的注意力,不僅僅需要訓練,還需要良好睡眠的保駕護航。培養(yǎng)注意力要在睡眠上下功夫,否則可能適得其反。
睡眠與沖動行為
在大量研究中,青少年有一個凸顯的問題就是較強的沖動性。沖動性指的是,青少年為了獲得某些獎勵或者感覺刺激,在未進行充分考慮與計劃的情況下,就魯莽行事,難以抑制這些行為,導致成癮問題或違法犯罪問題等,如游戲成癮、網(wǎng)絡(luò)成癮等,甚至盜竊、斗毆,以及故意傷害。尤其需要注意的是,在更嚴重的情況下,沖動性會引發(fā)兒童青少年的自傷及自殺行為。
有研究發(fā)現(xiàn),中學生睡眠不足,尤其是睡眠時間少于7小時與風險行為的增加密切相關(guān),而推薦睡眠時間8-9小時是一個重要的保護因素,與風險行為的降低有關(guān)。腦科學的實驗研究揭示,青少年睡眠不足會影響到邊緣系統(tǒng)和默認網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能連接,包括后扣帶皮層和背外側(cè)前額葉皮層,而這些腦區(qū)及功能連接正是與沖動、冒險行為緊密相關(guān)。
青少年要抑制問題或風險行為,成長為成熟穩(wěn)重的成年人,相關(guān)腦區(qū)的良好發(fā)育是基礎(chǔ)條件。然而睡眠不足可能威脅或限制了這些腦區(qū)的發(fā)育和功能發(fā)揮,使得部分兒童青少年的沖動問題持續(xù)存在。
睡眠與情緒障礙
兒童青少年是抑郁、焦慮等情緒障礙的高發(fā)群體。抑郁的青少年表現(xiàn)為情緒低落消沉,從悶悶不樂到悲痛欲絕,經(jīng)常伴隨較低的自我效能感,以及各種悲觀厭世的想法與觀念,嚴重的會出現(xiàn)自殺傾向和行為。
大量研究顯示,情緒相關(guān)腦功能連接異常與抑郁癥狀乃至重度抑郁癥有密切關(guān)聯(lián),而長期睡眠不足,可能會使兒童青少年在人際交往方面情緒反應(yīng)常常失衡,社交退縮,孤獨感增加,并容易形成孤僻陰郁的性格。
因此,在中小學階段社會-情感腦發(fā)育和功能發(fā)揮,以及建立良好人際關(guān)系網(wǎng)絡(luò),保持健康陽光的心態(tài),塑造積極的人格,均離不開充足而良好睡眠的滋養(yǎng)灌溉。
責編:張惠娟
制作:焦思雨
審核:賀春蘭