乔治亚大学的科学家们发现了一些令人担忧的现象：睡眠不足的青少年的大脑可能会形成一种连接模式，使他们在日后面临更高的行为问题风险。
一项追踪近3000名青少年的大规模研究发现，睡眠时间较短且睡眠效率较低的青少年，其大脑网络之间的交流方式发生了显著变化。最令人担忧的是，这些改变的大脑模式预示着哪些孩子会在一年后发展出更严重的外化问题，如攻击性、违反规则和冲动行为。
这项发表在《脑与行为》杂志上的研究使用Fitbit设备客观地追踪了11岁和12岁青少年的睡眠模式，然后扫描他们的大脑以绘制神经连接图。研究结果挑战了青少年睡眠问题只是他们成长过程中一个阶段的常见假设。
科学家如何绘制睡眠不足的青少年大脑
研究团队分析了“青少年大脑认知发展研究”的数据，这是美国最大的关于青少年大脑发展的长期研究之一。他们重点关注默认模式网络，这是一个在我们休息时高度活跃的大脑系统，在自我反思、情绪处理和目标导向行为中起着关键作用。
为了研究睡眠如何影响这些大脑网络，研究人员让2811名年轻参与者佩戴Fitbit设备，平均持续14个晚上。他们测量了两个关键的睡眠健康指标：睡眠时长（青少年睡了多长时间）和睡眠效率（在床上实际入睡的时间占总时间的百分比）。
参与者随后接受了脑部扫描，以测量默认模式网络内部以及它与其他四个主要大脑网络（负责注意力、情绪调节和认知控制）之间的连接情况。
经常熬夜并在床上使用电子屏幕的青少年可能会对他们的发育中的大脑造成不利影响。
四种大脑模式浮现——其中一种预示麻烦
通过复杂的统计分析，研究人员发现了四种不同的青少年大脑连接模式：
- 中等连接（43%的参与者）：默认模式网络内部及其与其他网络之间的连接均为平均水平。
- 内部弱连接，外部强连接（29%）：默认模式网络内部连接较弱，但与注意力网络之间的连接较强。
- 内部强连接，外部弱连接（16%）：默认模式网络内部连接较强，但与其他大脑网络之间的连接较弱。
- 内部强连接，外部强连接（12%）：所有地方的连接都很强。
“内部弱连接，外部强连接”模式特别成问题。具有这种大脑连接模式的青少年更有可能睡眠时间较短，并且在一年后表现出最高的外化问题水平。
睡眠与大脑连接之间的联系非常显著。睡眠较少的青少年更容易落入“内部弱连接，外部强连接”组，这种模式与未来的行为问题相关联。
同时，睡眠效率较低（即躺在床上醒着的时间更多）的青少年更容易被归类为“内部强连接，外部弱连接”组，显示出另一种大脑连接变异模式。
男性青少年和少数族裔背景的青少年更有可能显示有问题的“内部弱连接，外部强连接”连接模式，这引发了关于社会和环境因素如何加剧睡眠相关的脑变化的问题。
缺乏足够的睡眠会导致青少年大脑连接严重问题，尤其是男孩和少数族裔。
为什么不良睡眠会重塑发育中的大脑
青春期是一个关键时期，此时大脑经历了大规模的重组，特别是在负责决策、冲动控制和情绪调节的区域。在这个发育窗口期，睡眠发挥着至关重要的功能：巩固记忆、清除大脑组织中的代谢废物以及支持神经连接的修剪和强化。
在健康的大脑中，默认模式网络通常表现出强烈的内部连接，并与其他注意和认知控制网络保持平衡。当睡眠受到干扰时，这种平衡似乎以问题的方式发生改变。
不良睡眠可能会破坏这种自然组织，迫使大脑更加努力地维持注意力和自我控制。
研究发现，即使相对较小的睡眠差异也与可测量的大脑连接变化有关。研究中的平均睡眠时间为7.5小时，睡眠效率约为89%，这些数字看似合理，但实际上可能反映了许多年轻人处于次优睡眠状态。
对家长和学校的警钟
最引人注目的发现是，大脑连接模式预测了一年后的行为问题，即使在考虑当前症状后也是如此。脑成像揭示了仅通过行为无法看到的连接模式——一些具有改变大脑连接的青少年可能不会立即表现出明显的问题，但神经变化预示着未来可能出现的困难。
这项研究的一个优点是使用Fitbit设备进行客观的睡眠测量，而不是依赖青少年或父母报告睡眠模式。可穿戴技术在多个夜晚捕捉到详细数据，创建了一个更准确的实际睡眠行为画面。
然而，该研究也有局限性。研究无法确定不良睡眠是否直接导致大脑变化，或者是否有某些潜在因素同时影响睡眠和大脑发育。研究结果也来自社区样本，而非临床人群，因此这些发现可能不适用于患有严重睡眠障碍的青少年。
这项研究是在青少年睡眠成为公共卫生问题的时候进行的。学校开学时间、屏幕暴露、社会压力和文化态度都导致了所谓的青少年睡眠危机。与其忽视青少年的睡眠困扰，家庭和学校可能需要像对待其他健康问题一样认真对待它们。发育中的青少年大脑似乎特别容易受到睡眠中断的影响，这些变化可能会影响多年的心理健康和行为。
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