失眠與認知障礙相關性的研究進展

練璇 馬微波 劉悅文 韓佩佩 郭琪 于瑩,上海中醫藥大學 00；華東師范大學，上海 0006；上海健康醫學院 08

失眠癥是常見的睡眠障礙，其特點是頻繁而持續的入睡困難或睡眠維持困難并導致睡眠不足。認知障礙是指高級智力加工過程中出現的異常（包括學習、記憶和批判性思維），認知障礙可導致學習和記憶出現嚴重障礙及其他病理過程（失語癥、失認癥或不當行為等）［1］。在一般成年人中，失眠癥的患病率在30%～50%之間，而在有認知障礙的患者中卻高達80%，研究表明，睡眠障礙與認知障礙的關系密切［2-3］，但失眠與認知障礙之間的關系目前還沒有一致的結論［4］。因此本研究通過總結相關的失眠理論，總結失眠與認知障礙的關系，從而為失眠人群認知障礙的識別和預防提供依據。

1 失眠的概述

在美國精神病學協會《精神障礙診斷與統計手冊第五版》中，失眠的診斷標準如下：（1）對睡眠質量或數量的不滿意；（2）抱怨以下一種或多種睡眠困難：難以入睡，難以維持睡眠，清晨醒來或非恢復性睡眠；（3）因睡眠困難引起的極大困擾或干擾日常生活；（4）每周至少發生3次睡眠困難；（5）出現睡眠困難至少3個月；（6）盡管有足夠的機會和睡眠條件，但仍存在睡眠困難［5-6］。

2 失眠的認知理論

失眠的認知理論指失眠和認知之間的相互作用關系，是一種理論模型［7］。目前，常見的主要有4種，包括Spielman的3-P模型、Lundh和Broman的睡眠干擾和睡眠解釋過程相互作用的整合模型、Harvey的維持認知模型和Riemann的過度覺醒模型。

2.1 3-P模型 失眠的3-P模型，又稱Spielman模型，由Spielman等［8］于1987年提出。該模型解釋了失眠的發生、發展和持續，被廣泛應用。3-P所指包括易感因素、誘發因素、維持因素。該模型假設失眠的發生和維持是由這3個因素累積超過了發病所需要的閾值所導致。易感因素包括年齡、性別、遺傳及性格特征等。誘發因素包括各類生活事件及各類應激事件等，可引起失眠癥狀的急性發生。而維持因素是指使失眠得以持續，包括應對短期失眠所導致的不良睡眠行為，如在床上的時間延長以及由于短期失眠導致的焦慮和抑郁癥狀等。目前廣泛應用的認知行為治療的理論依據就是建立在該模型基礎之上。

最新的一項關于新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）流行期間，意大利人睡眠質量與心理健康關系的研究中，作者引用了該模型，由于COVID-19封鎖控制期間，人民心理壓力加劇，觸發了認知和生理亢奮的提高，損害了睡眠質量，從而形成了一種惡性循環［9］。另外一項關于失眠的認知行為療法（cognitive behavioral therapy for insomnia，CBT-I）對輕度創傷性腦損傷（mild traumatic brain injury，mTBI）的干預措施的研究中，通過試驗數據可以發現CBT-I對同時發生mTBI和失眠的個體特別有益，這可以用3-P模型進行很好的解釋［10-11］。

2.2 睡眠干擾和睡眠解釋過程相互作用的整合模型失眠的睡眠干擾和睡眠解釋過程相互作用的整合模型，由Lundh和Broman［12］于2000年提出。作者提出了失眠中的心理過程作用理論，該理論認為失眠有2種心理過程：睡眠干擾過程和睡眠解釋過程。前者指引起認知或情緒喚醒，從而干擾睡眠的過程；后者指個體對于睡眠的相關解釋影響睡眠的過程。失眠不僅僅是睡眠干擾過程的結果，也會受到睡眠解釋過程的影響，二者是一個相互作用的關系，這種相互作用關系會加劇情緒反應，增強認知和生理喚醒力，并干擾睡眠，導致失眠的發生［13］。

在一項關于行為療法（behavior therapy，BT）和認知療法（cognitive therapy，CT）與候補隊列（wait list，WL）的隨機對照試驗中，作者提出認知喚醒，即因擔心睡眠和白天功能失調導致的認知損害，從而觸發自主喚醒和痛苦，進一步導致睡眠的難以啟動和維持。這些過程共同導致惡性循環，CT的目標則是通過針對上述認知過程來打破惡性循環，以緩解失眠的癥狀［14］。

2.3 維持認知模型 失眠的維持認知模型，由Harvey［15］于2002年提出。研究表明，患有失眠癥的人往往過度擔心自己的睡眠以及睡眠不足帶來的日間功能損害。這種過度消極的認知活動會引發自主性覺醒和情緒困擾。這種焦慮狀態會引發對影響睡眠相關情況過度的關注和監測，從而進一步助長這種過度消極的認知活動。過度和不斷升級的焦慮可能最終給睡眠和白天日常生活功能帶來負面影響。

在一項針對超高風險精神病患者的睡眠問題的治療方案中，Waite等［16］提出的睡眠干預就是建立在該模型之上，該預案是一套專為年輕人設計的心理干預措施，目標在于調節睡眠的關鍵機制，例如睡眠壓力。通過增加白天的活動以增加夜間的疲勞感，可以減少睡眠壓力對患者造成的影響，打破失眠維持認知的惡性循環［17］。

2.4 過度覺醒模型 失眠的過度覺醒模型，由Riemann等［18］于2009年提出。該模型認為失眠是一種過度覺醒的障礙。這種過度覺醒主要表現在軀體水平、情感水平、認知水平及皮層水平。例如，失眠癥患者的睡眠及清醒時的腦電頻率表現得更快、白天多次小睡潛伏期延長、24 h代謝率增加、自主神經功能活動增加、下丘腦-垂體-腎上腺軸過度活躍及炎癥因子釋放增加等。目前有研究顯示針對失眠的認知行為治療可部分逆轉某些上述的過度覺醒指標，比如炎癥因子。來自神經影像學的研究也支持過度覺醒的理論。比如在清醒向非快速眼動睡眠轉換時，失眠癥患者在促覺醒腦區（如上行網狀激動系統、下丘腦和丘腦）的葡萄糖代謝率更少。

最新的一項關于慢性失眠的白天神經生理亢奮的量化腦電波研究中，作者認為過度覺醒模型可以很好地解釋慢性失眠的內在原因和病理生理特征［19］，而在此基礎之上演化出針對慢性失眠的神經生理亢奮模型。該理論認為，盡管失眠患者在夜晚休息的總時間比較少，但是在白天卻也有很長的睡眠延遲，且在清醒時段的高頻能量也更為強烈［20］。

3 失眠的認知損害

失眠的認知損害指因失眠或慢性失眠造成的認知功能障礙，這種障礙主要體現在4個方面，即記憶力、集中注意力、認知情感和執行功能。本文對這些研究結果進行了相關匯總和分析。

3.1 失眠對記憶力的影響 失眠癥患者最常見的記憶任務包括工作記憶、內隱記憶和外顯記憶。工作記憶任務要求個體在短時間內保持和操縱大腦中的信息，這是一種積極的任務；內隱記憶任務要求個體學習新的技能或能力；而外顯記憶任務要求個體在短時間或長時間延遲后學習新的材料并回憶信息。有幾項研究調查了失眠癥患者和睡眠良好者在記憶任務上的群體差異。總的來說，研究結果并不一致，有些研究結果顯示失眠癥患者的記憶能力比睡眠好的人差，然而有些研究則顯示兩組人無明顯的差別［21］。最近的一項meta分析結果顯示，與對照組相比，失眠癥患者存在輕度但不明顯的工作記憶缺陷，該文章對所選研究提出了一些方法學上的疑問，包括非匹配的演示圖形特征、神經行為測試的專業水平、不同研究結果的可比性、對急性和慢性失眠癥患者的概括能力［22］。失眠癥患者在工作記憶期間的大腦激活程度高于睡眠良好者，這可能表明失眠癥患者在沒有其他合并癥的情況下可以進行代償性大腦激活，從而維持認知功能［23］。失眠者在與工作記憶有關的神經網絡連接中表現出特征性異常，這些結果可能表明與原發性失眠患者工作記憶退化有關的潛在病理機制，類似于最近在其他精神健康疾病中描述的機制［24］。有研究發現，青年人較差的主觀記憶和客觀工作記憶表現與失眠癥狀而非短暫睡眠時間有關［25］。現有的與失眠有關的文獻及其與注意力問題關系的研究的局限性主要表現在大多數研究都是依據研究對象的主觀傾訴，僅有少數研究采取認知評估方法來評估研究對象集中注意力的困難。

3.2 失眠對集中注意力的影響 關于注意力的研究，在與失眠有關的神經行為研究領域最為廣泛。研究者使用了各種各樣的注意力任務，如集中注意力、持續注意力或轉移注意力，這也導致這些研究發現難以被綜合使用［26］。失眠癥患者經常主訴無法集中注意力，這主要表現為持續注意力或轉移注意力有問題。有一項研究發現，與對照組相比，失眠癥患者的精神濃度與工作績效有關［27］。另一項調查研究結果則顯示睡眠不足會損害認知功能，睡眠質量高的人普遍學業成績相對較好［28］。在一項關于與任務無關的面部表情的注意力集中處理功能的研究中，原發性失眠癥患者和健康對照組的表現差異明顯，前者表達信息功能失調，同時伴隨著面部情感表達的混亂［29］。因此，本綜述認為睡眠相關注意力偏差在失眠發展和維持中的作用需要通過進一步的研究來明確。

3.3 失眠對認知情感的影響 失眠癥和焦慮抑郁癥的并發率很高。焦慮抑郁情緒容易導致失眠的發生，進而加劇抑郁情緒［30］。因此，情緒調節困難者的失眠情況的嚴重程度會隨著焦慮癥狀的增加而增加，而焦慮癥狀的變化卻不受失眠癥狀嚴重程度的影響［31］。在相關研究中，失眠癥狀由睡眠癥狀、白天癥狀和知覺癥狀的得分來定義，通過評分可以發現，與失眠的白天癥狀和知覺癥狀相比，全面的抑郁癥狀與睡眠癥狀關系更加密切，睡眠癥狀更多的是與抑郁癥的生理癥狀相關，這些類型的失眠癥狀與多種健康后果之間的差異有待進一步的研究［32］。一項關于大學生的失眠調查結果顯示，與睡眠質量良好者相比，有失眠癥狀的學生更容易受到情緒失調的影響［33］。

3.4 失眠對執行功能的影響 執行功能的神經行為在失眠相關研究中比較新穎，這包括注意力和記憶力兩方面。有文獻表明，執行功能不是單一的認知能力，而是幾個不同的認知成分，主要集中在3個核心功能上：抑制、工作記憶和認知靈活性。其中，抑制指抑制性控制、選擇性注意；工作記憶指與執行任務有關的信息操縱；認知靈活性指失神能力與認知能力。執行功能領域負責更高層次的認知過程，如計劃、推理、抑制控制、認知靈活性和多任務處理［34］。小腦是負責青少年認知功能和睡眠的重要區域，根據年齡和性別的差異，它們的相關性表現出不同的模式。通過檢查區域小腦灰質，一些研究表明，執行功能和失眠癥狀與青少年的性別和年齡有相關性，女孩的執行功能和失眠癥狀與小腦區域的整體相關性要比男孩高，并且相應的相關強度也高，而男孩與女孩相比，可以觀察到定位的差異，小腦灰質越大，青少年的執行功能越好。失眠不會影響小腦區域灰質與執行功能之間的相關性，這些結果可能暗示青春期小腦在依賴性別的執行功能中的參與方式有所不同［35］。有研究表明，與單純有失眠癥狀或沒有任何睡眠問題的成年人相比，中老年人的失眠癥與較差的健康狀況和較差的記憶表現有關，即使在調整了共病后也是如此［36］。一項研究中失眠癥患者和對照組在平均網絡間功能連接強度沒有顯著差異，但是失眠癥患者在前突顯網絡和左執行控制網絡之間的功能連接變異性較小，該發現表明，失眠癥患者在休息狀態下網絡之間的互動較不靈活［37］。評估認知靈活性的執行功能任務更為一致，大多數研究結果表明，失眠癥患者和對照組之間沒有顯著的組間差異。

4 結 論

失眠是一個常見的睡眠相關的公共健康問題，與認知障礙之間的關系還沒有形成統一的理論，這是一個值得研究和探索的課題。現有的關于失眠的認知損害的研究主要集中在記憶力、注意力、情感和執行功能4個方面，如長期失眠的患者可能會出現癡呆風險的增加。但是，眾多研究結果并不一致，不同認知理論對失眠的發生、發展和維持的解讀都各執一詞，并沒有形成一個統一的、清晰的通用模型。因此，我們需要更加全面統一的模型，來論證失眠與認知障礙之間的關系，這樣才能在失眠人群認知障礙的治療中得到更好的應用。