第四节 儿童睡眠的发育
儿童睡眠的发育既包括睡眠结构的分化成熟，同时也包括睡眠-觉醒昼夜节律的发育。
一、睡眠结构的发育
睡眠是人类生长发育的一个重要的生理过程，其中，婴幼儿期的睡眠是人类睡眠结构逐渐完善的关键时期。
生命早期睡眠时相周期出现的时间仍有争议，并且基于不同的研究方法获得的结果不尽相同。一些神经元的脑电活动早在孕24周的胎儿中就已经出现，但目前尚无法根据脑电波进行胎儿清醒状态和睡眠状态的明确划分。约在孕28周时，胎儿脑电觉醒波形成，安静睡眠期和活跃睡眠期已基本可辨，且交替出现，意味着胎儿真正睡眠周期的开始。但此时胎儿仍有大部分脑电活动既不满足安静睡眠期的界定标准，也不符合活跃睡眠期的特点，因此被称为不确定睡眠期。利用眼球运动和不连续脑电波评价发现在孕30周之前的新生儿中会出现平均时间为68分钟的睡眠周期，利用体动监视系统可发现孕36周新生儿的睡眠周期时长约60分钟，这些结果提示睡眠周期始于足月出生前。孕32～40周，胎儿的安静睡眠期显著延长，不确定睡眠期逐步缩短，规律的睡眠周期一般开始于孕36～38周。
在所有物种中，REM睡眠在生命早期占有重要地位，是最初的优势状态，在个体发生学上，REM睡眠被认为是原始睡眠，当NREM睡眠与觉醒随着个体成熟而出现时，REM睡眠时间就会减少。
新生儿睡眠由安静睡眠、活跃-REM睡眠组成，缺乏纺锤波和α波，睡眠启动时直接进入活跃-REM睡眠期，该期睡眠的特征表现多样，如吸吮、微笑、皱眉、不规则呼吸、四肢活动等，进入安静睡眠期后，呼吸逐渐规律，肢体活动极少出现。新生儿一个睡眠周期平均为50～60分钟，一般每个睡眠阶段经历1～2个周期，同时新生儿睡眠容易受干扰而被打断。因此，新生儿单日24小时的睡眠频次较多。
随着月龄的增加，婴儿活跃-REM睡眠时间逐渐下降，可从出生时的50%降至2岁左右的30%～40%，以后逐渐稳定在20%～25%，并开始转移至睡眠周期的后期。而安静睡眠期的比例上升，且多集中出现在睡眠周期的早期阶段，成为睡眠的主要构成部分。3～5月龄的婴儿，睡眠启动时的活跃-REM睡眠期逐渐变为安静睡眠期，同时肢体运动转变为REM睡眠的肢体张力性迟缓。6月龄左右的婴儿，出现自发K-复合波，NREM睡眠占据了近70%的睡眠时间，婴儿睡眠模式开始接近于成人。12月龄后，纺锤波和α波分化良好，可以区分NREM睡眠分期。35月龄时，儿童的睡眠结构基本发育成熟，以安静睡眠为主。在3～5岁幼儿，高幅慢波的脑电活动达到最高比例，NREM睡眠的3期成为该年龄段主要的睡眠表现。与此同时，在光线、喂养等多种社会环境因素影响下，儿童睡眠昼夜节律也逐步形成。
从儿童到青春期，N3期睡眠和REM睡眠逐渐减少，N1期和N2期睡眠比例逐渐增加。REM睡眠的间隔时间也随年龄发生变化：早产儿REM睡眠平均间隔很短，为40～45分钟；足月新生儿REM睡眠平均间隔为45～50分钟；1岁幼儿REM睡眠平均间隔为50～60分钟；到6岁时，REM睡眠平均间隔进一步延长，为60～75分钟；青春期和青年REM睡眠达85～110分钟，此后无明显变化。
二、睡眠-觉醒昼夜节律的发育
儿童的脑发育与睡眠-觉醒发育密切相关，由脑内生物钟、睡眠-觉醒中枢和内稳态，以及促眠因子等因素调节。
哺乳动物的主昼夜节律控制时钟位于视交叉上核（suprachiasmatic nucleus，SCN），其神经元活动与太阳的起落基本一致，损毁SCN可以导致大鼠的行为和睡眠-觉醒昼夜节律丧失。光线会重置SCN中神经元的相位，其内精氨酸血管升压素、血管活性肠肽、促胃液素释放肽等神经元接收来自视网膜下丘脑感光神经节细胞的信息，使内源性昼夜节律与光照同步。睡眠-觉醒的昼夜节律发育与SCN节律振荡器的发育相关联。
光线是生物钟的授时因子，新生儿睁眼前SCN并无授时因子光的刺激，睁眼早期感光也很模糊。研究发现，1周龄大鼠的视网膜下丘脑束迅速发育，与SCN之间连接也愈发紧密，表明新生个体对外界光感与昼夜节律发育相关联。Reppert等提出大鼠胚胎期22天SCN就表现出节律性活动。研究发现，大鼠在睁眼前无法感受外界环境的光照，只能依赖于母鼠活动，母体喂养和活动的昼夜规律、母乳所含昼夜节律性分泌激素都可能是影响内源性节律振荡器和昼夜节律形成时间差的因素。例如：早产儿经过明暗周期护理和程序性喂养后，其睡眠-觉醒昼夜节律形成早于母子在家且自由喂养的同龄儿；母乳中携带的褪黑素分泌延迟会导致入睡和觉醒时间推迟，说明褪黑素正常分泌有利于昼夜节律的发育。以上证据表明，哺乳动物以SCN作为主要昼夜节律起搏器，脑内其他因素也影响SCN所调控的生理和行为节律，保证哺乳动物的正常发育。
睡眠昼夜节律的发展最早开始于胎儿期，灵长类动物胚胎体内的生物钟在孕晚期的最后3个月时已开始对母体输入的相关信号有所反应，例如：胎儿心率的昼夜变化与母体休息或活动时心率、皮质激素、褪黑素及体温的昼夜节律存在明显的同步趋势；足月儿出生时血浆皮质激素水平的改变已开始呈现一定的昼夜节律，但此时睡眠昼夜节律尚未形成。
胎儿出生后，在温度、喂养、进食，特别是昼夜光线变化的刺激下，逐步与外界环境同化，形成规律的睡眠-觉醒模式。足月新生儿出生后1～2周觉醒与睡眠昼夜均匀分布，NREM和REM睡眠各占睡眠总时间的50%，睡眠与觉醒无昼夜节律性变化，REM和NREM睡眠之间的周期性转换快而不稳定。新生儿睡眠常以REM睡眠起始，转换周期为50～60分钟；5～6周龄时睡眠与觉醒片段持续时间延长，夜间睡眠增加，白天睡眠减少；3月龄开始显现昼夜节律分布，睡眠周期以NREM睡眠起始；4月龄起夜间睡眠量可达白天的2倍。一般认为发育最关键期为6～9月龄婴儿，此时夜间睡眠可持续8小时以上。12月龄左右的婴儿基本可以建立比较稳定的睡眠-觉醒模式，即1～2次的白天睡眠和长时间的夜间睡眠。但也不是所有的婴儿均能实现夜间连续不间断睡眠。儿童早期由于日间小睡减少而总睡眠时间减少，多数在3～5岁停止日间小睡，但部分人群受习俗影响仍长期保留午睡习惯。10岁后NREM-REM睡眠周期呈现近似成人昼夜节律的水平。
睡眠-觉醒昼夜节律的发育参与个体的生理和心理发育过程，而且存在很大的个体差异，这些差异主要源于产前的生理节律还是产后的环境因素还有待进一步研究。了解儿童睡眠-觉醒昼夜节律的调控及发育，可为理解脑发育和儿童睡眠节律异常导致的疾病奠定理论基础。
综上所述，儿童睡眠的发育与脑的发育密切相关，但现有的睡眠研究仍无法完全回答睡-眠觉醒周期的形成、发育规律，以及调控发育的关键神经结构，这有待进一步研究与探索。
（钟华英 尤海龙）
推荐阅读文献
[1] 黄小娜，王惠珊，刘玺诚.婴儿早期睡眠及昼夜节律的发展.中国儿童保健杂志，2009，17(3)：320-321，324.
[2] 李生慧.将睡眠纳入儿童青少年发育与健康评价体系.中国学校卫生，2021，42(6)： 805-809.
[3] 廖灿辉，张风华.儿童睡眠结构与执行功能相关性的研究.中国妇幼保健，2014，29(20)：3362-3364.
[4] 宁泽淑，杨理明，陈波.32例儿童睡眠增多症的睡眠结构特征分析.中国实用神经疾病杂志，2016，19(1)：103-105.
[5] 吴至凤，邓虹燕，李骁，等.睡眠影响婴幼儿认知发育的机制研究.癫痫杂志，2017，3(4)：329-332.
[6] 赵忠新, 叶京英.睡眠医学.2版.北京：人民卫生出版社，2022.
[7] 郑欣，陈雨侬，高进贤，等.睡眠觉醒的昼夜和次昼夜节律发育.兰州大学学报(医学版)，2021，47(5)：93-99.
[8] JIANG Y R, SPRUYT K, CHEN W J, et al. Somatic growth of lean children: the potential role of sleep. World J Pediatr, 2014, 10 (3): 245-250.
[9] SAPER C B, SCAMMELL T E, LU J. Hypothalamic regulation of sleep and circadian rhythms. Nature, 2005, 437(7063): 1257-1263.
[10] ZHOU Y, ARIS I M, TAN S S, et al. Sleep duration and growth outcomes across the first two years of life in the GUSTO study.Sleep Med, 2015,16(10): 1281-1286.