大腦發展需要睡眠

發布日期:

2021-12-13

作者:

陽明大學腦科學研究所 賴俊廷博士後研究員

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大腦發展需要睡眠

    各位讀者可曾注意到,剛出生的寶寶除了喝奶就是在睡覺,有人知道為什麼嗎? 其實人類胎兒在出生之前絕大部分的時間都在睡眠狀態,而剛剛出生的寶寶每天有二十個小時左右的睡眠,而睡眠中屬於快速動眼睡眠 (REM sleep) 時間更高達9小時,這些睡覺其實是神經細胞再發育的珍貴時間。

    在所有器官發育裡,大腦是最複雜也是最晚發育完成的器官。有別於其他物種,人類胎兒在母體的時間尚無法滿足神經發育的需求,因而需要更多襁褓中的睡眠,來完成後續的發展補強。為了讓各位讀者理解,就用房屋建造過程來比喻吧!

剛出生的寶寶只完成房屋建造的外牆與和屋頂,房屋的內部還沒粉刷、水電管線配置也尚未完成,更別提是否有裝潢、家具和網路了。這時寶寶的神經發育,只有初期的神經元細胞等待環境的激發,數以百萬的神經突觸連結正等待著連線。所以,剛出生的寶寶初期視覺只有模糊的影像、沒有顏色分辨能力,運動功能還無法翻身、也無法移開蓋在身體的被子,但能接收母親的聲音和味道,藉此獲得安定的感覺。

0-4個月的寶寶
外在的感覺輸入以聽覺和嗅覺為主,就像房子依照設計圖進行水管與電線的配置,神經元也依照父母給的刺激進行各種感官的建置。大腦的不同區域處理不同訊息(五感),例如感覺神經連結大腦視丘區,運動神經連結到額葉,這些神經網絡連結都需要主動睡眠時間(即快速動眼期睡眠),讓神經元進行這些感覺的管路測試,寶寶才能有健康的感覺和運動神經連結。

6個月到2歲寶寶
與外在環境互動頻繁,此時寶寶已經有了記憶,會知道誰是主要照護者,也會開始有自己的喜好,建立起個體的差異化,就像新成屋需要有裝潢、需要滿足入住成員的喜好。此時睡眠約佔一天一半的時間,清醒時間集中在白天,主動睡眠仍佔40-50%的睡眠時間,此時的主動睡眠被稱為離線(off-line)學習,大腦重複在練習白天形成的神經連結,手指精細動作、平衡感等基本運動能力也在這個階段成型。

2 -4歲小孩
大腦開始有屬於自己的個性,就像房間有了個別喜好的陳設。兩歲寶寶常常被父母戲稱是惡魔與天使綜合體,會堅持自己的主見。此時睡眠轉成以慢波睡眠為主型態,主動睡眠的比例逐漸降低,但仍高於成人的快速動眼睡眠,語言認知、情緒反應與社會化的學習是這個階段發展的關鍵。近期研究發現,這個階段快速動眼睡眠缺乏(約減少了30-50% 的主動睡眠)的寶寶,可能與泛自閉症障礙(autism spectrum disorder)有關。推測是此時建構發生問題,大腦無法按照原本設計圖施工。

各位讀者發現了嗎?主動睡眠 (快速動眼睡眠) 與上述這些大腦發育的關鍵時間有著緊密關聯,當然學習是大腦永遠不會停止的工作,有別於成人的學習,從嬰兒到兒童期的睡眠,是大腦受外在環境刺激而進行的定期更新的歷程,所以,大腦發展需要睡眠,充足睡眠對小朋友是很重要的喔!

 

參考文獻

  1. Jiang F. Sleep and Early Brain Development. Ann Nutr Metab. 2019;75 Suppl 1:44-54.
  2. Cohen S, Conduit R, Lockley SW, Rajaratnam SM and Cornish KM. The relationship between sleep and behavior in autism spectrum disorder (ASD): a review. J Neurodev Disord. 2014;6:44.