蘇茹昕1  王廣海2,3,4  江  帆1,2,3,4

(1.上海交通大學醫(yī)學院附屬精神衛(wèi)生中心，上海  200030；2.上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心兒科轉化醫(yī)學研究所發(fā)育行為兒科，上海  200127；3.上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院教育部和上海市環(huán)境與兒童健康重點實驗室，上海  200092；4.上海腦科學與類腦研究中心，上海  201602)

摘要：兒童早期是腦智發(fā)育的關鍵期，而健康睡眠的促進作用不容忽視。當前，我國兒童健康政策和“腦計劃”研究布局均強調促進兒童早期腦智發(fā)育的重要性，亟待揭示兒童早期腦智發(fā)育規(guī)律及可干預因素，形成循證干預政策和方案，并通過推廣實施，筑牢健康中國根基。本文系統(tǒng)梳理了我國兒童早期睡眠發(fā)展特點及其對腦智發(fā)育的重要作用。首先，兒童早期睡眠迅猛變化，雖然睡眠結構逐漸發(fā)展成熟，并建立了晝夜節(jié)律和鞏固的夜間睡眠，但我國兒童睡眠不足、就寢問題和夜醒等睡眠障礙的發(fā)生率較高。其次，睡眠通過調節(jié)海馬的功能可促進長時記憶的形成和鞏固，影響學習效果。具體來講，睡眠會影響嬰兒的社會情緒信息加工能力，且睡眠不足的兒童更容易出現(xiàn)情緒行為問題，這與扣帶皮層、前額葉及海馬等情緒相關腦區(qū)功能受損有關。再次，睡眠相關參數(shù)能夠預測兒童智力發(fā)育和問題解決能力水平，并對兒童大腦結構發(fā)育產生較大影響。最后，本文建議在深化睡眠對兒童早期腦智發(fā)育的影響及機制的研究基礎上，形成干預政策和方案，并依托基層婦幼保健和學校衛(wèi)生體系推廣應用，實現(xiàn)促進兒童早期睡眠和腦智發(fā)育的規(guī)模效益。

關鍵詞：兒童早期  睡眠  腦智發(fā)育  綜述

中圖分類號：R729         文獻標識碼：A         文章編號：2097-0609  (2022) 04-0064-09

一、關注兒童早期睡眠與腦智發(fā)展的重要意義

兒童早期大腦可塑性最強，是腦智發(fā)展的關鍵階段。生命早期的腦智發(fā)展對未來大腦健康及其功能具有重要影響。聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標和《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》均將促進兒童早期發(fā)展列為核心內容和重點行動任務[1][2]。兒童早期腦智發(fā)展相關研究也是全球眾多國家“腦計劃”競相搶占的科研高地。我國科技創(chuàng)新2030——“腦科學與類腦研究”重大項目，將“兒童青少年腦智發(fā)育”列為五大研究方向之一，涵蓋了兒童早期社會情緒與交流能力發(fā)展腦機制等科學問題探索[3]，旨在為兒童腦智發(fā)育的保護和開發(fā)、腦發(fā)育異常的早期識別和精準干預提供循證參考。

兒童早期是一生中睡眠時間占比最高的時期，睡眠發(fā)育迅猛變化，也容易出現(xiàn)各類睡眠問題。鑒于睡眠是影響兒童早期腦智發(fā)育的重要可干預因素，我國衛(wèi)生和教育相關部門均制定了針對性政策，以保障兒童的睡眠健康。國家衛(wèi)生健康委印發(fā)《托育機構保育指導大綱（試行）》，將睡眠作為保育工作的重點之一，確保嬰幼兒獲得充足睡眠，養(yǎng)成獨自入睡和作息規(guī)律的良好睡眠習慣[4]?！督逃哭k公廳關于進一步加強中小學生睡眠管理工作的通知》則強調加強科學睡眠宣傳教育、明確學生睡眠時間要求、統(tǒng)籌安排學校作息時間、防止學業(yè)過重擠占睡眠時間、合理安排學生就寢時間、指導提高學生睡眠質量，以及加強睡眠監(jiān)測督導[5]。

由上可見，國家兒童健康政策和“腦計劃”前沿研究均高度關注睡眠在兒童早期腦智發(fā)育中的重要作用。本研究將系統(tǒng)闡述兒童早期睡眠發(fā)育特點及其腦智發(fā)育影響，并結合相關指南、政策及干預研究證據，論述未來轉化研究方向，為重點依托基層婦幼保健和學校衛(wèi)生體系，促進兒童早期睡眠和腦智發(fā)育的“醫(yī)—教—家”結合實踐提供參考。

二、兒童早期睡眠及發(fā)展特點

（一）睡眠的基本知識

睡眠雖是我們熟知的活動，但究竟什么是睡眠，睡眠又有哪些功能，仍然是未解之謎。睡眠被定義為一種短暫的、自然的、周期性的、可逆的生理現(xiàn)象，并伴隨特定的行為（如臥位、閉眼、對外界刺激反應減少等）和生理特征（如腦電圖特征）[6]。睡眠并非單一的功能狀態(tài)，而是分為非快速眼動（NREM）睡眠和快速眼動（REM）睡眠兩種類型，二者在腦電活動、眼動和肌張力等方面具有不同的特征。

非快速眼動睡眠是一個相對安穩(wěn)，并對大腦和機體具有修復功能的睡眠階段。當個體進入非快速眼動睡眠時，意識會降低，而到了最深階段，感覺會變得遲鈍，只有非常強烈的刺激才能被人們感知到。根據腦電圖可將非快速眼動睡眠細分為N1、N2和N3三個階段，其覺醒閾值越來越高，睡眠深度也越來越深，其中，N3階段睡眠被稱為慢波睡眠（SWS）或深睡眠。

在快速眼動睡眠期，個體往往會經歷栩栩如生的夢境，并伴隨著快速的眼球運動以及心率和呼吸的波動[7]?？焖傺蹌铀咂陂g的大腦活動和清醒時非常相似，但正常情況下因為肌張力受到抑制，所以人做夢時仍然能安靜地躺在床上。研究發(fā)現(xiàn)，快速眼動睡眠剝奪將導致其反彈性增加，提示其對于生存不可或缺的重要作用[8]。值得注意的是，在新生兒階段，快速眼動睡眠所占的比例高達50%左右，這與大腦的快速發(fā)育密切相關。

人類“日出而作，日落而息”的周期性睡眠活動受晝夜起搏器和內穩(wěn)態(tài)兩者的調控。晝夜起搏器在光照和活動等授時因子的牽引下，使個體在白天保持清醒，在夜晚產生困倦[9]；內穩(wěn)態(tài)調控則使個體隨著清醒時間的延長不斷累積睡眠壓力，在睡眠中得以釋放[10]。在夜間睡眠中，非快速眼動睡眠和快速眼動睡眠以一定的規(guī)律交替進行，稱為次晝夜節(jié)律或睡眠周期。在整個夜間，每個周期中快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠的相對比例會發(fā)生變化，表現(xiàn)為N3睡眠或深睡眠在夜間的前1/3占主導地位，而快速眼動睡眠則在后1/3占主導地位。

（二）兒童早期睡眠的發(fā)展特點

新生兒的睡眠結構還未發(fā)育成熟，與成人有較大差異。在新生兒階段可以觀察到三種睡眠狀態(tài)：活躍睡眠（activesleep，AS）、安靜睡眠（quietsleep，QS）和不確定睡眠（indeterminatesleep，IS）[11]。其中，活躍睡眠相當于快速眼動睡眠，安靜睡眠相當于非快速眼動睡眠，而不確定睡眠則是發(fā)育不成熟的表現(xiàn)。新生兒每天的睡眠時間為16~18小時，其中一半以上是活躍睡眠，可伴隨頻繁的肌肉抽搐和扮鬼臉。6月齡后，嬰兒才發(fā)展出類似成人的非快速眼動和快速眼動睡眠，非快速眼動睡眠發(fā)展為3個不同的階段，而快速眼動睡眠所占比例隨年齡逐漸降低，直至接近成年人水平。睡眠周期也會隨年齡增長而逐漸延長，嬰兒期一個睡眠周期大約為60分鐘，學齡期左右逐漸延長至成人水平，一般為90~110分鐘[12]。

晝夜節(jié)律模式也并非與生俱來，其與后天環(huán)境影響及個體年齡發(fā)展密切相關。褪黑素是調節(jié)人類睡眠—覺醒周期的重要內源性激素。剛出生的嬰兒體內攜帶僅可維持一周、較低水平的少量褪黑素，直到6周齡時，嬰兒開始分泌較低水平的內源性褪黑素，且6月齡時嬰兒的褪黑素分泌水平達到穩(wěn)定[13]。因此，新生兒在生命最初幾周內無法形成規(guī)律的、可預測的晝夜節(jié)律模式，其睡眠在白天和晚上均勻分布，睡眠—清醒周期在很大程度上取決于饑餓和飽腹感，通常每隔幾小時都需要醒來吃食，晝夜顛倒的現(xiàn)象十分常見。隨著消化系統(tǒng)的發(fā)育，嬰兒逐漸能夠通過一次進食來儲存更多的能量，喂養(yǎng)頻率逐漸減少，為減少睡眠片段化、鞏固夜間睡眠提供了營養(yǎng)上的準備。

由于激素和身體發(fā)育的成熟，兒童早期睡眠—清醒模式會發(fā)生顯著轉變，其特點是夜間睡眠的鞏固和白天睡眠的逐漸中斷。從新生兒到學齡前期，24小時睡眠時間因白天和夜間睡眠量的減少而顯著下降，其中白天睡眠時間的減少尤為明顯。一般認為，嬰兒規(guī)律的困倦和警覺節(jié)律在2~3月齡時出現(xiàn)[14]。嬰兒首先形成了25小時的內部晝夜節(jié)律，并通過光—暗信號等牽引逐漸形成與外部環(huán)境同步的晝夜節(jié)律，在6月齡后發(fā)展成熟。在這一過程中，嬰兒逐漸能夠在夜間進行大部分的睡眠，但白天仍保留一定次數(shù)的小睡。雖然幼兒在1~4歲間繼續(xù)進行白天小睡，但小睡次數(shù)在18月齡時會減少到1次，并且通常在5歲時停止。在理想狀況下，隨著月齡的增長，兒童逐漸發(fā)展出連續(xù)睡眠和自我安撫的能力，在就寢時或夜醒后不再需要依賴于家長干預，能夠快速入睡。但是，不良的行為習慣，如消極的睡眠聯(lián)結（如抱睡、奶睡等）或行為限制不足，有可能導致嬰幼兒出現(xiàn)入睡困難和頻繁夜醒等極為常見的睡眠問題。到了學齡期，由于課業(yè)負擔加重以及上課時間過早，兒童睡眠時間會出現(xiàn)“斷崖式”下降（我國），睡眠不足和睡眠不規(guī)律的問題變得十分突出[15]。

由于睡眠特征和認知水平的發(fā)展變化，不同年齡段兒童的睡眠問題存在顯著的發(fā)育性特征。嬰幼兒常見睡眠障礙包括夜醒、就寢問題以及睡眠相關節(jié)律運動，其在我國的發(fā)生率為33.3%；學齡前兒童常見的睡眠障礙包括夜間恐懼和噩夢、睡前問題、夜醒、阻塞性睡眠呼吸暫停、睡眠呼吸障礙和喚醒障礙（如夢游和夜驚），其在我國的發(fā)生率為38.9%；學齡兒童常見的睡眠障礙包括夢游和夜驚、磨牙癥、睡眠遺尿、阻塞性睡眠呼吸暫停、睡眠不足綜合征、不健康睡眠習慣、不寧腿綜合征和周期性肢體運動障礙，其在我國的發(fā)生率為43.7%[16][17]?？傮w而言，我國兒童的睡眠問題發(fā)生率呈現(xiàn)隨著年齡而上升的發(fā)展特點，各年齡段睡眠問題發(fā)病率均高于歐美國家[18]。在不同類型的睡眠問題上，我國兒童也表現(xiàn)出不同于其他國家的特點，如與日本相比，我國兒童存在更低就寢抵抗和更高的夜醒問題等，這可能與我國較高的隔代共育和同床共睡發(fā)生率等文化特點有關[19][20]。

三、睡眠與早期腦智發(fā)育

人一生有大約三分之一的時間在睡眠中度過，但兒童早期睡眠時間遠遠高于這一比例。在睡眠中，雖然個體大部分時間不具有意識和對外界大部分刺激的感知能力，但睡眠對于兒童早期腦智發(fā)育，尤其是學習和記憶、社會情緒發(fā)展和心理健康、認知功能的保持有著非常重要的保障作用。

（一）學習和記憶

生命早期記憶能力的逐漸提升，與相關腦區(qū)（海馬、皮層區(qū)域）及其功能連接的發(fā)育密不可分[21]。睡眠對記憶的鞏固作用得到了廣泛證實。生命早期兒童與周圍環(huán)境產生著大量的互動，不斷獲取新知識；而在睡眠中，重要的新知識將再次被加工鞏固，轉化為長時記憶。睡眠的不同階段相互協(xié)作，共同促進了記憶的鞏固。在非快速眼動睡眠期，白天新學習的信息可以使大腦海馬重新激活[22]；在快速眼動睡眠期，新學習的內容被進一步鞏固到大腦皮層，形成長時記憶[23]。有研究發(fā)現(xiàn)，睡眠能夠促進兒童的學習和記憶，而早期夜醒頻繁的兒童有更差的工作記憶表現(xiàn)[24]。除了夜間睡眠外，白天小睡對記憶也有著不可忽視的影響。例如，有研究發(fā)現(xiàn)，6個月和12個月大的嬰兒在學習后4小時內進行30分鐘以上的午睡可使記憶保存得更久[25]。

（二）社會情緒發(fā)展和心理健康

睡眠在整個生命周期中對社會情緒發(fā)展和心理健康有著至關重要的作用。大量研究顯示，睡眠不足或睡眠問題與兒童情緒癥狀、多動行為、同伴交往問題，以及共情發(fā)育不成熟等密切相關[26][27][28]。腦成像研究發(fā)現(xiàn)，學齡兒童和青少年睡眠時長與情緒性任務中扣帶皮層、前額葉、海馬等情緒相關腦區(qū)激活呈負相關[29]，表明睡眠不足可能導致兒童負面情緒反應增強以及調節(jié)能力削弱，讓兒童變得易激惹，難以控制情緒。

早至新生兒時期，睡眠與社會情緒發(fā)展便密不可分，成為影響社會情緒加工的重要過程。最直觀的一個表現(xiàn)是，在活躍睡眠階段，新生兒常常會表現(xiàn)出“杜氏微笑”[30]。眼動追蹤研究發(fā)現(xiàn)，睡眠時間越長、睡眠質量越好、睡眠節(jié)律越穩(wěn)定的嬰兒會表現(xiàn)出更顯著的社會注視偏好[31]。3~7月齡嬰兒在睡眠期間，其眶額葉皮層和島葉就對人類社會情緒性語音有強烈的激活反應[32]。

隨著年齡的增長，睡眠對社會情緒發(fā)展的影響愈加明顯[33]。日常生活中可以觀察到，睡眠不足的孩子更容易暴躁。事實上，睡眠不足會影響兒童情緒的產生、理解、表達和調節(jié)策略。實驗研究發(fā)現(xiàn)，一段時間的午睡剝奪會導致幼兒積極情緒反應減少、消極情緒反應增加、偏好使用消極的自我調節(jié)策略等，而保持常規(guī)睡眠的幼兒有更積極的情緒反應和自我調節(jié)策略[34][35]。由此可見，保障充足的睡眠有助于促進兒童早期與社會情緒相關的腦智發(fā)展，以及對心理健康問題的預防干預。

（三）一般認知能力和腦結構發(fā)育

睡眠對兒童早期腦智發(fā)育的重要作用還體現(xiàn)在一般認知能力和腦結構發(fā)育層面。針對嬰幼兒的研究發(fā)現(xiàn)，夜間覺醒次數(shù)與其智力發(fā)育指數(shù)呈負相關[36]，而夜間更高的睡眠效率或更長的夜間睡眠比例與更好的認知問題解決技能呈正相關[37]。因此，睡眠對一般認知能力的影響從兒童早期就顯現(xiàn)了。更為重要的是，睡眠還以一種更加隱匿和累積的方式影響幼兒早期大腦結構的發(fā)育。一項追蹤研究發(fā)現(xiàn)，從2歲開始的睡眠問題與7歲時兒童較小的灰質體積有關，并且有睡眠問題的兒童背外側前額葉區(qū)皮質較薄，這可能反映了睡眠障礙對早期大腦成熟的影響[38]。兒童的睡眠時長差異也可能影響大腦皮質的厚度以及成熟曲線。例如，有研究顯示，兒童和青少年在上學日的睡眠持續(xù)時長與雙側海馬體的區(qū)域灰質體積以及右背外側前額葉皮層厚度呈正相關[39]。此外，睡眠問題較多的兒童在達到皮層厚度峰值時可能會延遲，或者在前額葉皮層的成熟曲線上延遲[40]。

綜上，睡眠對于兒童的一般認知能力以及大腦發(fā)育有著深遠的影響，唯有保證充足和健康的睡眠，才能讓兒童有足夠的認知能力和大腦成熟度去完成復雜學習任務。

四、總結與展望

兒童早期睡眠迅猛變化，與腦智發(fā)育息息相關，尤其是在記憶鞏固、社會情緒發(fā)展和心理健康、一般認知和腦結構發(fā)育方面的重要作用被越來越多的研究證實。兒童早期睡眠會呈現(xiàn)出不成熟、無規(guī)律的特點，但隨著年齡的增長，其睡眠結構趨于成熟，睡眠節(jié)律愈加穩(wěn)定，能為兒童維持長時間、穩(wěn)定的睡眠提供保障。然而，我國兒童早期睡眠不足和各類睡眠障礙的發(fā)生率較高，這可能對處于敏感階段的腦智發(fā)育造成損害。盡管大量研究揭示了睡眠對于兒童早期腦智發(fā)育的重要作用，但其潛在機制尚未明晰，也無法排除兒童早期腦智發(fā)育對睡眠的反向影響或其他發(fā)展性因素對二者的共同作用，這需要更多高質量的干預性研究進行探索。

當前無論是國家兒童健康相關政策，還是“腦計劃”等前沿研究布局，均高度重視兒童早期腦智發(fā)展，因此抓住這一關鍵機遇，深入探索睡眠和睡眠干預對兒童早期腦智發(fā)育的增益影響及潛在認知神經機制，形成有效、可及的循證干預方案迫在眉睫。為促進兒童睡眠健康以及睡眠障礙的有效防控，國內外多個權威組織發(fā)布了相關標準和指南[41][42][43]。

根據我國《0歲~5歲兒童睡眠衛(wèi)生指南》建議，家長應于兒童生命早期開始持續(xù)關注對積極睡眠習慣的培養(yǎng)：保證兒童獲得與年齡相適應的充足睡眠，控制屏幕使用時間并進行適量的身體活動；培養(yǎng)兒童積極睡前程序，確保睡眠規(guī)律性；為兒童布置安全且舒適的睡眠環(huán)境，避免潛在風險，提高睡眠質量；培養(yǎng)適當?shù)乃邌勇?lián)結，避免兒童由于入睡依賴導致入睡問題或頻繁夜醒[44]。上述建議在臨床實踐中為兒童睡眠改善提供了有效指導。

然而，現(xiàn)有研究缺乏針對我國兒童早期睡眠干預的推廣療效及通過睡眠影響早期腦智發(fā)育的高質量研究證據。國際最新研究發(fā)現(xiàn)，借助移動健康科技（mHealth），通過醫(yī)院線下指導和線上推送等方式的遠程睡眠干預能夠顯著提高父母對嬰幼兒安全睡眠建議的依從性[45]。早期睡眠預防性干預項目研究依托科普宣教、寄送干預資料包及家庭訪視等多種形式實施，不僅改善了兒童的睡眠，還對兒童早期發(fā)育指標，如肥胖、氣質等具有增益效果[46][47]。對上海6所小學的干預研究顯示，通過推遲上學時間30分鐘和60分鐘分別能增加兒童15.6分鐘和22.8分鐘的總睡眠時長，改善日間嗜睡問題[48]。上述研究提示，對早期睡眠的群體干預有望普及，且在改善兒童睡眠和促進早期腦智發(fā)展方面具有巨大潛力，只是仍需進一步研發(fā)更高效、通俗，針對性強的早期睡眠問題防治干預工具。

綜上，未來在推進兒童早期睡眠和腦智發(fā)育創(chuàng)新轉化研究的基礎上，應進一步結合我國兒童早期睡眠特點，形成更加科學的睡眠干預指導和建議，進而依托我國龐大的婦幼保健和學校衛(wèi)生體系進行推廣應用，以取得人群規(guī)模效益。未來研究還應結合兒童保健學、發(fā)育行為兒科學、心理學、腦科學等多學科優(yōu)勢，依托高質量干預研究進一步驗證睡眠影響兒童早期腦智發(fā)育的因果關系。同時，政策制定也當加快建設并迭代優(yōu)化“醫(yī)—教—家”結合的健康服務機制，充分發(fā)揮基層兒童保健醫(yī)生和學校衛(wèi)生老師的網格化作用，以家長和兒童為中心，實現(xiàn)覆蓋更大群體的兒童睡眠問題“預防—篩查—干預”鏈式體系，促進我國兒童早期的睡眠和腦智發(fā)育水平，夯實國家健康根基。

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*基金項目：國家自然科學基金面上項目（82073568、82071493），上海市科委重大專項（2018SHZDZX05），上海市衛(wèi)生健康委協(xié)同創(chuàng)新集群項目（2020CXJQ01），上海市高水平地方高校建設創(chuàng)新團隊經費支持（SHSMU-ZDCX20211900、SHSMU-ZDCX20211100）。

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