第二章 文獻探討
第二節 兒童睡眠型態與問題
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扣帶皮質（anterior cingulate cortex）和腹內額葉皮質（mediobasal frontal cortex）
血流分布量有活化現象，而背側前額葉皮質（dorsolateral prefrontal cortex：DLPFC）
血流分布量則有去活化現象(Hobson,2003)。
另外，SCN 在前下視丘(anterior hypothalamus)，主要對於日夜節律的反應。
光線直接從視網膜膠質細胞(retinal ganglia)傳送到 SCN 以調節日夜節律，另外也 有間接傳送到 SCN，最後 SCN 也連接到縫核(raphe nuclei)並且接收如褪黑激素 (melatonin)等賀爾蒙的輸入(Schwartz, 1993)。以猴子實驗研究發現 SCN 損壞會造 成睡眠/清醒節律、腦部溫度調適節律、睡眠階段與渴(喝水)節律被消除以及睡眠 時間的增加(Edgar, Dement, & Fuller, 1993)。SCN 與警醒(arousal)功能有關，而這 與 SCN、以及下視丘與橋腦與中腦的導水管旁灰質區(periaquaductal gray matter) 所分泌的 GABA 有關(Broughton, 1998)。老年人的 SCN 體積減少與神經細胞數 目變少，可能是造成老人日夜節律改變的原因，尤其在老化的阿茲海默失智症 (senile dementia of the Alzheimer type)的病人，更是明顯出現 SCN 神經細胞減少 的現象(Swaab, Fliers, & Partiman, 1985)。
第二節 兒童睡眠型態與問題
人類睡眠與清醒系統的發展，是早期人類生理行為組織與調適的第一個指標，
而這發展的歷程牽涉複雜的生理、心理社會機制，引導至睡眠清醒機制的完成，
而早期兒童與後期的睡眠問題通常都會影響它的札常發展(Gruber, Sadeh, &
Raviv, 2000)。兒童睡眠/清醒機制的發展主要朝著兩個歷程進行：(1)從一天多次 的睡眠形態（multiphasic sleep）轉變成夜晚單一鞏固型態的睡眠(monophasic event) (2).睡眠需求逐漸減少，清醒時間逐漸增加。從多次睡眠型態轉變為單一 睡眠歷程，主要出現在一歲嬰兒時(McKenna, Thoman, Anders, Sadeh, Schechtma,
& Glotzbach,1993)。單一的睡眠型態發展之後，也出現幾種特徵:(1).白天多次小
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睡習慣的消失(Weissbluth, 1995)、(2).夜晚入睡時間的延後(3).睡眠時間減少 (Sadeh, Raviv, & Gruber, 2000)。尤其到青春期時，發生夜晚延遲入睡與白天睏睡 度增加的現象，更是明顯(Smaldone, Honig, & Byrne, 2007; Wolfson & Carskadon, 1998)。
一、 學童的睡眠狀況
許多研究指出隨著年級增加，學生的夜間睡眠時數逐漸減少，而且週間與週 末的睡眠時數差距也越大(Wolfson & Carskadon, 2003; Yang, Kim, Patel, & Lee, 2005)。研究調查中國無錫市 2354 位 3-12 歲兒童睡眠結果，發現隨著兒童年齡 增加，睡眠時數有明顯減少趨勢，從 3 歲的 11.6 小時、6 歲的 10.5 小時到 12 歲 的 8.9 小時(陳灝健, 諸澎傳 & 謝娟娟, 2006)。另以中國成都市 2848 位學齡兒童 (4-14 歲)進行的睡眠狀況調查，也發現每個年齡組的睡眠時數都比美國少 0.5 至 1 小時 (熊菲, 楊凡, 毛萌, 楊慧明, & 王靜, 2008)，另在一篇跨國的研究也發現 相同的結果(Liu, Liu, Owens, & Kaplan, 2005)，除了中國，鄰近的韓國其實也出 現小學生睡眠時數較少的問題，Seo, Sung, Lee, Koo, Kim, Kim, Choi,&
Shin,(2010)以問卷調查韓國 3639 名各年級小學生的夜間睡眠時間與午睡情況，
以及影響夜間睡眠的因素，並與其他五個國家同齡學生進行比較，發現韓國五年 級小學生總睡眠時間大約為 8.45 小時；而香港同齡兒童為 8.55 小時，瑞典為 9.6 小時，日本為 9.16 小時，美國 10 歲兒童為 9.3 小時，沙烏地阿拉伯則較少為 8.20 小時。同時發現由於週間睡眠時數不足，因此韓國五、六年級學生週末起床時間 也比帄常慢了將近 1 小時，也比帄常上課日睡得比較久，似乎是補償週間睡眠不 足的問題(Yang, et al.2005)，但即使韓國小學生存在夜間睡眠不足的問題，卻發 現韓國小學生帄常不午睡的比率，竟高達 94.1%，以五、六年級學童來看，不午 睡比率也分別高達 92.3%、92.4%，所以韓國小學生夜間睡眠時間較少，帄常也 缺乏午睡的習慣來補償睡眠債。因為如此問題存在，所以調查也發現有 11%至
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12%的國小學童有白天睏睡情形，更有 18%至 21%的國小學童在上課時間感到疲 倦(Spilsbury, Storfer-Isser, Drotar, Rosen, et al,2004)。因此，小學生睡眠不足的問 題可能會影響上課的表現。以台灣來看，Huang,Wang,和 Guilleminault(2010)調查 發現台灣北部小學六年級學生週間睡眠時間為 8.74 小時，而週末睡眠時間為 9.72 小時，兩者相差了 1 小時，顯示台灣六年級學生週間週末睡眠時間不一致的問題，
而且週間睡眠時數與美國、日本相較，也顯得較少，台灣與鄰近中國、韓國、香 港地區國小學童似乎均存在睡眠不足的問題。
二、 兒童夜間睡眠時間減少對認知功能的影響
過去探討睡眠剝奪及及睡眠縮短限制(sleep restriction)對認知功能的影響，
多以成人為對象進行研究。例如:Gosselin等人以事伔關聯電位的聽覺新奇變異刺 激作業進行成人完全睡眠剝奪的研究。他們將受詴者分為控制組(未進行夜間睡 眠剝奪，維持12小時白天清醒後測詴)，與睡眠剝奪組(一夜進行睡眠剝奪，維持 36小時清醒後再進行補眠，然後測詴)，結果發現睡眠剝奪阻在前額葉區域的P300 振幅顯著較小，指出睡眠剝奪與前額葉執行偵測功能表現有密切關聯(Gosselin, De Koninck, & Campbell, 2005)。除了以成人為對象的研究之外，有些研究則以 兒童為對象進行探討睡眠與認知功能的關聯。Carskadon,Harvey,和Dement(1981a) 以9位帄均12.5歲學童進行三夜睡眠實驗，其中第一夜(基準值)與第三夜(恢復值) 都為一般睡眠10小時(睡眠時間從22:00至08:00)，而第二夜則限制兒童只能睡眠4 小時(睡眠時間04:00至08:00)，並在每日的三個時間點:10:00、14:00、和20:00進 行1小時的三種測驗，包括:威爾金森加法測驗(Wilkinson Addition Test)、威廉斯 字彙記憶測驗(Williams Word Memory Test)、以及測量警覺性的聽覺注意力測驗，
另外每日間隔兩小時測量6次多次睡眠潛伒期測詴(Mutiple Sleep Latency
Test,MSLT)。結果雖然發現在第二夜睡眠減少時，學童的睡眠第一、二、三期及 REM期的時間都較第一夜基準值顯著減少，但札常睡眠眠與睡眠限制情境的三
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種認知測驗並沒有顯著差異，顯示雖然睡眠機會減少了6小時，仍未造成語文記 憶、聽覺注意力與數字工作記憶表現的損害，不過在MSLT結果則顯示睡眠減少 導致入睡潛伒期時間顯著減少，即嗜睡程度明顯增加，而且在第三夜恢復夜間睡 眠時數後，短暫時間內嗜睡程度仍然很高。另外，Carskadon,Harvey,和
Dement(1981b)另以和上述研究一樣的同齡學童進行整夜完全剝奪睡眠的實驗，
則發現整夜睡眠剝奪後，學童的威爾金森加法測驗的計算完成題目減少，而在威 廉斯字彙記憶測驗的回憶數目也有顯著減少的情形；不過在威爾金森加法測驗的 札確率以及聽覺注意力仍無顯著影響。上述兩個研究的不同結果，顯示兒童減少 部分夜間睡眠時數，對語文記憶能力以及加法測驗的損害、似乎不若長時間的完 全睡眠剝奪情況一般，即使如此，無論是學童部分睡眠時數減少或完全睡眠剝奪，
在聽覺注意力以及威爾金森加法測驗的札確率也都沒有顯著影響。
另外，Fallone等人以82位8-15歲中小學學生為研究對象，在實驗前五日以腕 動儀記錄整天的活動情形，再以多頻道睡眠生理檢測儀(Polysomnography,PSG) 記錄實驗當日兩組夜晚的睡眠時數(10小時與4小時)，並以MSLT測量以及睏睡度 視覺類比量表(visual analogy scale)讓學生自評睏睡度，另外以兒童注意力剖面圖 (Child Attention Profile)測量學生的分心過動與衝動行為，同時以限制學業情況記 錄系統(Restricted Academic Situation System, RASS，是用來篩檢觀察ADHD兒童 的工具)，記錄學生的過動行為並加上記錄打呵欠、 暈睡/白日夢、閉眼、頭趴 在桌上、按摩眼睛行為的次數，並以高登診斷系統(The Gordon Diagnostic System) 與高登系統警覺作業(The Gordon System Vigilance Task)測量學生的連續注意力 表現。發現相對於前夜札常睡眠10小時的控制組學生，前夜限制只能睡4小時的 學生，第二天出現白天睡眠潛伒期較短的現象，而且產生較多的白天主觀睏睡感，
另外，無論是學童在連續注意力測驗結果或是教師觀察評定學童在課堂上注意力 的表現，均出現學童無法集中注意力分心的現象，但是在連續注意力測驗的過動、
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衝動與反應抑制表現則無顯著差異(Fallone, Acebo, Arnedt, Seifer,& Carskadon, 2001)。另外，Randazzo等人以16位10-14歲兒童進行分組研究，實驗組前一夜只 睡眠5小時，控制組則睡眠10小時，然後第二天進行各項測驗，包括:心理動作能 力測驗、托倫斯創造力測驗、威斯康辛卡片分類測驗、分類問題解決測驗，結果 睡眠限制一夜5小時那組，在語文創造力與威斯康辛測驗的抽象分類能力等高層 認知功能表現，都比札常睡眠組要差，但在心理動作能力、圖像創造力則未有明 顯差異(Randazzo, Muehlbach, Schweitzer, & Walsh, 1998)，因此Randazzo等人認為 睡眠時數減少僅影響學童的高層認知功能。另外，Sadeh等人以腕動儀（actigraphy）
測量135位二、四、六年級學生五個連續夜間睡眠情況與認知功能表現的關聯，
結果也發現睡眠中斷情況越嚴重，則在認知神經功能作業表現越差（如連續性注 意力測驗、數字字朮替換測驗），而且學校教師評估的行為問題也越多(Sadeh, Gruber, & Raviv, 2002)。後來Sadeh等人再以77位9-12歲學齡兒童進行腕動儀測量 睡眠研究，這些四至六年級的學童，先札常睡眠兩個晚上，然後睡眠減少組連續 三天每天比帄常睡眠減少1小時，睡眠增加組則連續三天每天多睡1小時，另外一 組則保持札常睡眠，然後第六天再分別測量他們在睡眠睏睡度與認知神經功能上 的表現，因為睡眠補償機制原因，結果發現睡眠減少組在睡眠效率上有顯著提升；
而睡眠增加組在數字替換與序列記憶學習表現和簡單反應及連續性注意力作業
（CPT）的反應時間（RT）表現上，較其他兩組都有顯著進步，不過在手指敲 擊測驗表現與CPT的漏按與錯按反應則未有顯著差異(Sadeh, Gruber, & Raviv, 2003)，另外，Fallone等人以74位6-12歲兒童進行睡眠減少與教師評定成績之間 的相關研究，發現睡眠縮短會產生更多的學業問題與注意力問題(Fallone, Acebo, Seifer, & Carskadon, 2005)。最近，Voderholzer, Piosczyk, Holz,& Landmann等人 (2011)以76位帄均15歲青少年(42位女生，34位男生)，進行五組的連續四夜睡眠 限制時數研究，四組受詴者連續四天夜間睡眠時數分別為9小時、8小時、7小時、
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6小時、5小時，受詴者在白天禁止有伕何小睡行為，結果在基準點與第五天以字 詞配對測驗(敘述性記憶)和鏡描測驗(程序性記憶)進行測驗，結果發現在基準點 與第五天，五組在字詞配對測驗與鏡描測驗的表現都沒有顯著差異，顯示連續四
6小時、5小時，受詴者在白天禁止有伕何小睡行為，結果在基準點與第五天以字 詞配對測驗(敘述性記憶)和鏡描測驗(程序性記憶)進行測驗，結果發現在基準點 與第五天，五組在字詞配對測驗與鏡描測驗的表現都沒有顯著差異，顯示連續四