世界各地的儿童比30年前每晚少睡一小时。代价是:智商点数、情感健康、注意力缺陷多动障碍(ADHD)和肥胖。
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摩根·菲希特是新泽西州罗克斯伯里的一名10岁五年级学生。她皮肤白皙,身材娇小,鼻子上有雀斑,头发呈波浪状的浅棕色。她的父亲比尔是一名警官,值班到凌晨三点。母亲希瑟是一名兼职工作者,致力于接送摩根和她的兄弟参加各种活动。摩根踢足球(希瑟是球队教练),但她最喜欢的是竞技游泳,全年的训练使她的肩膀变宽了。她还是学校管弦乐队的小提琴手,每周有两次排练和一次私人课程,此外还有五个晚上独自练习。每天晚上,希瑟和摩根一起完成家庭作业,然后观看TLC频道的《翻新房屋》或其他设计节目。摩根一直表现得是一个热情、平衡良好的孩子。
然而,当摩根在一位过于挑剔的老师的班级里度过一年后,她再也无法在晚上放松下来。尽管有一个合理的就寝时间——晚上9:30,但她会沮丧地躺到11:30,有时甚至到午夜,紧抱着她的豹纹枕头。在她那紫色仙尘般的卧室墙上贴着索引卡片,每张卡片上都写着摩根不懂的词汇。无法入睡的她转而继续学习,决心不让成绩受影响。结果,她发现自己在情绪上崩溃了。白天,她变得易怒,容易哭泣。偶尔,摩根会在课堂上睡着。
第二年,摩根离开了那位老师的班级,但睡眠问题仍然存在。希瑟开始担心女儿为什么无法入睡。是压力还是荷尔蒙的原因?希瑟禁止她喝含咖啡因的苏打水,尤其是中午之后,因为她注意到下午喝一杯可乐会让女儿清醒到凌晨两点。摩根尽力控制自己,但每月仍有两次情绪崩溃,这种过度反应的哭闹通常只在错过午睡的三岁孩子身上看到。"我为她感到非常难过,"希瑟痛苦地说,"我不希望任何人经历这种情况——我担心这会成为一个永久的问题。"
出于对女儿健康的担忧,希瑟向儿科医生询问了女儿的睡眠问题。"他有点敷衍我,似乎对此不感兴趣,"她回忆道。"他说,'所以,她偶尔会感到疲倦。她会长大的。'"
希瑟的儿科医生的观点很典型。根据全国睡眠基金会的调查,90%的美国父母认为他们的孩子睡眠充足。
然而,孩子们自己却不这么说:60%的高中生报告白天极度困倦。四分之一的人承认因此成绩下降。根据不同的研究,每周至少有一次在课堂上睡着的学生比例在20%到33%之间。
原始数据更能说明问题。半数青少年在工作日的睡眠时间不到7小时。根据肯塔基大学弗雷德里克·丹纳博士的研究,到高中毕业时,他们平均每晚只睡6.5小时多一点。只有5%的高中毕业生平均睡眠时间达到8小时。当然,我们还记得上学时感到疲倦。但不像今天的孩子们这样。
一个被忽视的事实是,从小学到高中的儿童每晚的睡眠时间比30年前少了一个小时。虽然现代父母对婴儿的睡眠obsession很重视,但在学龄前之后,这种关注就从优先列表中消失了。即使是幼儿园的孩子,每晚的睡眠时间也比以前少了30分钟。
造成这一小时睡眠损失的原因与家庭类型一样多。活动安排过多、繁重的家庭作业、宽松的就寝时间、卧室里的电视和手机——这些都是原因。内疚感也是一个因素;父母天黑后才回家,想和孩子们相处,不愿扮演强硬角色命令他们上床睡觉。(罗德岛的一项研究发现,94%的高中生自己设定就寝时间。)所有这些原因都汇聚到一个简单的无知转折点——直到现在,我们可以忽视这失去的一小时,因为我们从未真正了解它对孩子的真实代价。
使用新开发的技术和统计工具,睡眠科学家们最近能够分离和测量这一小时睡眠损失的影响。由于儿童的大脑在21岁之前仍在发展中,而且大部分发展工作是在孩子睡觉时完成的,这失去的一小时似乎对儿童产生了指数级的影响,而对成年人则没有这种影响。
令人惊讶的不仅仅是睡眠很重要——而是它有多重要,这一点已经得到明确证实,不仅对学业表现和情感稳定性有影响,而且还影响我们认为完全无关的现象,比如国际肥胖流行和ADHD的增加。一些科学家推测,在成长期的睡眠问题可能会导致儿童大脑结构的永久改变——这种损害不能像宿醉一样通过睡眠来消除。甚至可能,许多青少年的典型特征——情绪波动、抑郁,甚至暴饮暴食——实际上只是长期睡眠不足的症状。
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特拉维夫大学的阿维·萨德博士是该领域十几位重量级人物之一,经常与布朗大学的睡眠学者合作撰写论文。几年前,萨德让77名四年级和六年级学生带着随机抽取的指令回家,要么早点睡觉,要么晚点睡觉,持续三个晚上。每个孩子都获得了一个活动记录仪——一种类似手表的设备,相当于睡眠活动的地震仪——这使研究人员能够看到孩子在床上时真正睡了多长时间。通过活动记录,萨德的团队了解到,第一组每晚多获得30分钟的真正睡眠。后者每晚少睡31分钟。
在第三晚睡眠后,一名研究员早上去学校给孩子们做神经生物学功能测试。这项测试是韦克斯勒儿童智力量表部分内容的计算机版,对当前的成就测试分数和教师对孩子在课堂上保持注意力能力的评价具有高度预测性。
萨德知道他的实验是一个巨大的风险。"我最不希望的情况是向我的资助人报告,'好吧,我只让受试者少睡了一个小时,结果没有任何可测量的效果,对不起——但我能为我的其他实验再要些钱吗?'"
萨德不必担心。效果确实是可测量的——而且很大。一小时睡眠差异造成的表现差距比正常四年级学生和正常六年级学生之间的差距还要大。换句话说,一个稍微困倦的六年级学生在课堂上的表现就像一个四年级学生。"失去一小时的睡眠相当于[失去]两年的认知成熟和发展,"萨德解释道。
"萨德的工作是一项杰出的贡献,"宾夕法尼亚州立大学人类发展与家庭研究教授道格拉斯·特蒂说。布朗大学的玛丽·卡斯卡登博士,一位专门研究调节睡眠的生物系统的专家,也赞同这一观点。"萨德的研究是对儿童脆弱性的重要提醒。"
萨德的发现与其他许多研究者的工作一致——所有这些都指向小睡眠差异带来的巨大学业后果。同样在布朗大学的莫尼克·勒布尔乔瓦博士研究睡眠如何影响学龄前儿童。几乎所有的小孩都被允许在周末晚睡。他们并没有减少睡眠时间,也没有睡眠不足——他们只是在周五和周六晚上将睡眠时间推迟了。然而,她发现单单这种睡眠时间的转移就与标准化智商测试的表现相关。每推迟一小时周末睡眠,孩子在测试中就会失去7分。弗吉尼亚大学的保罗·苏拉特博士研究了睡眠问题对小学生词汇测试分数的影响。他也发现分数减少了7分。苏拉特指出,7分是显著的:"睡眠障碍可能会损害儿童的智商,程度与铅暴露相当。"
如果这些发现是准确的,那么长期来看应该会累积:我们应该预期看到睡眠和学校成绩之间的相关性。每项研究都显示了这种联系——从对纽约查帕夸二年级和三年级学生的研究,到对芝加哥八年级学生的研究。
这些相关性在高中真正飙升,因为那时孩子们的睡眠急剧下降。明尼苏达大学的凯拉·瓦尔斯特罗姆博士调查了明尼苏达州7000多名高中生的睡眠习惯和成绩。获得A的青少年平均比B级学生多睡约15分钟,而B级学生又比C级学生多睡15分钟,以此类推。瓦尔斯特罗姆的数据几乎完美复制了布朗大学卡斯卡登早期对3000多名罗德岛高中生的研究结果。当然,这些是平均值,但两项研究的一致性很突出。每15分钟都很重要。
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借助功能性磁共振成像扫描,研究人员现在开始准确理解睡眠不足如何损害儿童的大脑。例如,疲劳的儿童无法记住他们刚刚学到的东西,因为神经元失去了可塑性,无法形成编码记忆所需的新突触连接。
另一种机制导致儿童在课堂上注意力不集中。睡眠不足削弱了身体从血液中提取葡萄糖的能力。没有这种基本能量流,大脑的一部分比其他部分受损更严重——前额叶皮层,它负责所谓的"执行功能"。这些执行功能包括协调思维以实现目标、预测结果和感知行动后果。因此,疲劳的人难以控制冲动,他们的抽象目标(如学习)让位于更有趣的消遣。疲劳的大脑会固执己见——它会卡在错误的答案上,无法想出更有创意的解决方案,反复回到已知错误的答案。
这两种机制都削弱了儿童白天学习的能力。但最令人兴奋的科学发现涉及儿童夜间睡眠时大脑在做什么。加州大学伯克利分校的马修·沃克博士解释说,在睡眠期间,大脑将当天学到的东西转移到更有效的存储区域。睡眠的每个阶段在捕捉记忆方面都发挥着独特的作用。例如,学习外语需要记忆词汇、新声音的听觉记忆,以及正确发音的运动技能。词汇在夜间早期的"慢波睡眠"期间由海马体合成,这是一种没有梦的深度睡眠。发音的运动技能在第二阶段非快速眼动睡眠期间处理,而听觉记忆则在所有阶段编码。情感丰富的记忆在快速眼动睡眠期间处理。你白天学习得越多,那晚就需要睡得越多。
为了重新巩固这些记忆,某些基因似乎在睡眠期间上调——它们literally被激活。其中一个基因对突触可塑性(神经连接的强化)至关重要。大脑确实在白天合成一些记忆,但它们在夜间得到增强和具体化——形成新的推论和联想,导致第二天产生洞见。
儿童的睡眠在质量上与成年人的睡眠不同,因为儿童在慢波阶段花费的睡眠时间超过40%(是老年人比例的十倍)。这就是为什么良好的夜间睡眠对长期学习词汇、乘法表、历史日期和所有其他事实细节如此重要。
也许最令人着迷的是,记忆的情感背景影响了它的处理位置。负面刺激由杏仁核处理;正面或中性记忆由海马体处理。睡眠剥夺对海马体的打击比对杏仁核更严重。结果是,睡眠不足的人无法回忆起愉快的记忆,却能很好地回忆起阴郁的记忆。
在沃克的一项实验中,睡眠不足的大学生试图记忆一列单词。他们能记住81%带有负面含义的单词,如"癌症"。但他们只能记住31%带有正面或中性含义的单词,如"阳光"或"篮子"。
"我们今天面临一个易燃的局面,"沃克说,"孩子们正在经历的学习强度要大得多,但他们用来处理这些学习的睡眠时间却少得多。如果这些线性趋势继续下去,橡皮筋很快就会断裂。"
