在這個快節(jié)奏、高壓力的時代，青少年們似乎總是在與時間賽跑，熬夜苦讀、沉浸游戲、刷屏社交……在這場無盡的追逐中，人們往往會忽略一個至關重要的因素——睡眠。

殊不知，每晚幾小時的睡眠看似稀松平常，實則是青少年成長征途上的“隱秘加速器”。它不僅是讓身體得以休憩與恢復的港灣，更是大腦發(fā)育和認知提升的神奇鑰匙。

熬夜學習。圖片來源：AI 生成

認知能力是指個體在信息處理、思維運作、知識獲取與應用等方面所展現(xiàn)出的綜合能力，與人腦加工、儲存和提取信息的能力息息相關。它是評價學生智力水平與適應能力的重要指標，在學習中起著至關重要的作用。 近期，發(fā)表在《細胞報告》（Cell Reports）雜志上的一項成果揭開了青少年睡眠與認知能力發(fā)展的秘密！

3222 名青少年的科學數(shù)據(jù)證實：

睡眠質(zhì)量影響認知能力

研究者選取 3222 名 11 至 12 歲的 青少年 作為發(fā)現(xiàn)樣本，并進行為期兩年的隨訪。同時選取 1190 名 13 至 14 歲的青少年作為驗證樣本，進行兩次重復研究即四年的隨訪，以獲取高可信度的多項認知表現(xiàn)和學業(yè)成績等信息數(shù)據(jù)。在研究期間，研究者通過讓受試者佩戴 智能化設備來采集 包括睡眠周期、生理信號及行為模式等多個維度在內(nèi) 的客觀睡眠特征信息。同時，利用磁共振成像技術分析不同腦區(qū)體積及不同區(qū)域之間的連接性。

大腦皮質(zhì)、皮質(zhì)下體積的變化以及大腦網(wǎng)絡內(nèi)部連接方式（控制不同腦區(qū)之間的功能協(xié)同與信息交互關系）與認知功能、記憶等密切相關。在本次研究中， 研究者基于獲取的數(shù)據(jù)將腦 劃分為 85 個大腦體積指標， 其中包括 68 個皮質(zhì)體積指標和 17 個皮質(zhì)下體積指標。 同時， 充分考慮不同腦區(qū)之間的連接性，共得到 282 個大腦網(wǎng)絡功能性連接指標 以用于腦功能分析。

研究設計與分析概述（左圖：研究者將腦劃分為 85 個大腦體積指標，其中包括 68 個皮質(zhì)體積指標和 17 個皮質(zhì)下體積指標；中圖：282 個大腦網(wǎng)絡功能性連接指標，其中包括 78 個皮質(zhì)-皮質(zhì)網(wǎng)絡功能性連接和 204 個皮質(zhì)-下皮質(zhì)網(wǎng)絡功能性連接；右圖：基于設備監(jiān)測睡眠特征）圖片來源：參考文獻[1]

研究者利用機器學習算法，應用 稀疏典型相關分析方法 （ 稀疏典型相關分析是一種通過引入稀疏約束優(yōu)化傳統(tǒng)典型相關分析的方法，旨在從高維數(shù)據(jù)中提取具有最大相關性且僅含少量非零系數(shù)的線性組合，以增強結果可解釋性并降低計算復雜度 ） ，將智能化設備采集 到的青少年睡眠特征與腦多模態(tài)成像數(shù)據(jù)相結合展開分析，建立了睡眠特征與腦發(fā)育的定量關聯(lián)模型。結果顯示， 入睡時間較晚、總睡眠時間較短、夜間覺醒次數(shù)較多的青少年，他們大腦皮層網(wǎng)絡與皮層下區(qū)域之間的廣泛功能連接減弱。 同時， 睡眠期間心率較高，淺睡眠時長較短 的青少年，睡眠質(zhì)量較差,這與大腦體積的減小以及功能性連接的降低顯著相關 。以上表明不良的睡眠特征可能通過影響大腦結構和功能對認知功能產(chǎn)生負面影響。

腦容量模式和功能網(wǎng)絡連接性與睡眠相關維度之間的關聯(lián)（Brain volume：腦體積；loadings for first brain dimension:腦的第一個關聯(lián)維度；loadings for second brain dimension:腦的第二個關聯(lián)維度；Functional network connectivity:功能網(wǎng)絡連接性；Top 20 loadings:變量之間相關程度最大的 20 個指標）圖片來源：參考文獻[1]

別再當“夜貓子”了！

勸你早睡的科學依據(jù)來了！

在本研究中，研究者根據(jù)睡眠特征和大腦結構的關聯(lián)數(shù)據(jù)，將青少年分為三種類型。 第一種類型的青少年 入睡時間最晚，醒來時間最早，平均睡眠時間最短，整個睡眠階段的心率較高。 第二種類型的青 少年各項睡眠指標接近總樣本的平均水平，睡眠時長居中。 第三種類型的青少年 與第一種類型的相反，他們?nèi)胨瘯r間最早，在整個睡眠階段的心率最低，平均睡眠時間 最長，平均睡眠時間比第一種類型青少年多了 約 15 分鐘 。

研究者對三種青少年認知表現(xiàn)進行分析。盡管各組青少年在學業(yè)成績上未顯示出顯著的區(qū)別，但是 在晶體智力 ，即在實踐中以習得的經(jīng)驗為基礎的認知能力、圖片詞匯量、口頭閱讀識別能力的測試中，第三 種 類型的青少年表現(xiàn)明顯最好，第二種居中，第一種最差。對青少年大腦體積和功能網(wǎng)絡連接性的發(fā)育情況分析發(fā)現(xiàn)，第三 種青少年 的腦體積最大，皮層-皮層下平均功能連接強度最強。而第一種青少年腦體積最小，皮層-皮層下平均功能連接強度最弱。可見，通過優(yōu)化青少年的睡眠習慣，改善睡眠質(zhì)量來促進其認知發(fā)展是有理可依的！

三種 年齡層 青少年 認知表現(xiàn)的縱向變化以及大腦體積和功能網(wǎng)絡連接性的發(fā)育情況 （ Longitudinal changes of cognitive performance in three biotypes ： 三種年齡層 青少年 認知能力的縱向變化情況 ；crystallized intelligence： 晶體智力 ； Longitudinal development of brain volume and functional network connectivities ： 大腦體積的縱向發(fā)育及功能網(wǎng)絡連接性 ；averaged cortical volume：平均腦皮質(zhì)體積 ）圖片來源：參考文獻[1]

如何提高睡眠質(zhì)量？小妙招請收好

1

保持規(guī)律的睡眠時間

規(guī)律的睡眠時間對于維持高質(zhì)量的睡眠至關重要。人體內(nèi)存在一個自然的生物鐘，調(diào)控每天的睡眠與覺醒周期，確保人們在合適的時間進入睡眠狀態(tài)，并在需要時保持清醒。當我們的睡眠時間保持規(guī)律時，這個生物鐘能夠得到有效的同步和維持，從而對睡眠質(zhì)量產(chǎn)生多方面的積極影響。

圖片來源：AI 生成

2

進行規(guī)律的運動

運動通過影響體溫、心臟及自主神經(jīng)功能、內(nèi)分泌系統(tǒng)等多種途徑影響睡眠。長期規(guī)律的中等強度有氧運動能夠提高深度睡眠時間，幫助身體更好地恢復和修復，這對于鞏固記憶、調(diào)節(jié)情緒以及增強免 疫系統(tǒng)功能都至關重要。然而，也需要注意運動的時間與強度，合理安排運動計劃。

圖片來源：AI 生成

3

減少睡眠環(huán)境的光照

褪黑素對調(diào)節(jié)睡眠起著至關重要的作用。它在夜間分泌增加，幫助人們?nèi)胨⒕S持睡眠狀態(tài),而光照則會抑制褪黑素的分泌。因此，當眼睛暴露在光線下時，視網(wǎng)膜會將這一信號傳遞給松果體，抑制褪黑素的產(chǎn)生，從而使人保持清醒狀態(tài)。因此，通過減少夜間電子設備使用時間等方法來減少環(huán)境光照有利于睡眠。

圖片來源： AI 生成

4

注意睡前飲食

進食較晚可能會導致睡眠時間縮短以及體重增加。因此，在期望入睡時間前后兩小時內(nèi)最好避免進食。同時，咖啡因、尼古丁和酒精等刺激性物質(zhì)均可能影響睡眠質(zhì)量，在睡前應盡量避免攝入。

結語

充足的、高質(zhì)量的睡眠對于維持大腦的正常功能和提升認知能力至關重要。通過優(yōu)化睡眠環(huán)境、保持規(guī)律的睡眠時間、減少睡前刺激等方式，我們可以有效改善睡眠質(zhì)量。讓我們從今晚開始， 共同 關注睡眠健康，為大腦充上足足的電！

參考文獻

[1]Ma Q, Sahakian BJ, Zhang B, Li Z, Yu JT, Li F, Feng J, Cheng W. Neural correlates of device-based sleep characteristics in adolescents. Cell Rep. 2025 Apr 16;44(5):115565.

[2]Galván A. The Need for Sleep in the Adolescent Brain. Trends Cogn Sci. 2020 Jan;24(1):79-89.

[3]高葆清. 小學一年級數(shù)學認知能力訓練研究[J]. 教育現(xiàn)代化(電子版),2018,(42): 230.

[4]Chennaoui M, Arnal PJ, Sauvet F, Léger D. Sleep and exercise: a reciprocal issue? Sleep Med Rev. 2015 Apr;20:59-72.

[5]Baranwal N, Yu PK, Siegel NS. Sleep physiology, pathophysiology, and sleep hygiene. Prog Cardiovasc Dis. 2023 Mar-Apr;77:59-69.

THE END

本文來源：科普中國

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