失眠与认知障碍相关性的研究进展

练璇 马微波 刘悦文 韩佩佩 郭琪 于莹,上海中医药大学 00；华东师范大学，上海 0006；上海健康医学院 08

失眠症是常见的睡眠障碍，其特点是频繁而持续的入睡困难或睡眠维持困难并导致睡眠不足。认知障碍是指高级智力加工过程中出现的异常（包括学习、记忆和批判性思维），认知障碍可导致学习和记忆出现严重障碍及其他病理过程（失语症、失认症或不当行为等）［1］。在一般成年人中，失眠症的患病率在30%～50%之间，而在有认知障碍的患者中却高达80%，研究表明，睡眠障碍与认知障碍的关系密切［2-3］，但失眠与认知障碍之间的关系目前还没有一致的结论［4］。因此本研究通过总结相关的失眠理论，总结失眠与认知障碍的关系，从而为失眠人群认知障碍的识别和预防提供依据。

1 失眠的概述

在美国精神病学协会《精神障碍诊断与统计手册第五版》中，失眠的诊断标准如下：（1）对睡眠质量或数量的不满意；（2）抱怨以下一种或多种睡眠困难：难以入睡，难以维持睡眠，清晨醒来或非恢复性睡眠；（3）因睡眠困难引起的极大困扰或干扰日常生活；（4）每周至少发生3次睡眠困难；（5）出现睡眠困难至少3个月；（6）尽管有足够的机会和睡眠条件，但仍存在睡眠困难［5-6］。

2 失眠的认知理论

失眠的认知理论指失眠和认知之间的相互作用关系，是一种理论模型［7］。目前，常见的主要有4种，包括Spielman的3-P模型、Lundh和Broman的睡眠干扰和睡眠解释过程相互作用的整合模型、Harvey的维持认知模型和Riemann的过度觉醒模型。

2.1 3-P模型 失眠的3-P模型，又称Spielman模型，由Spielman等［8］于1987年提出。该模型解释了失眠的发生、发展和持续，被广泛应用。3-P所指包括易感因素、诱发因素、维持因素。该模型假设失眠的发生和维持是由这3个因素累积超过了发病所需要的阈值所导致。易感因素包括年龄、性别、遗传及性格特征等。诱发因素包括各类生活事件及各类应激事件等，可引起失眠症状的急性发生。而维持因素是指使失眠得以持续，包括应对短期失眠所导致的不良睡眠行为，如在床上的时间延长以及由于短期失眠导致的焦虑和抑郁症状等。目前广泛应用的认知行为治疗的理论依据就是建立在该模型基础之上。

最新的一项关于新型冠状病毒肺炎（COVID-19）流行期间，意大利人睡眠质量与心理健康关系的研究中，作者引用了该模型，由于COVID-19封锁控制期间，人民心理压力加剧，触发了认知和生理亢奋的提高，损害了睡眠质量，从而形成了一种恶性循环［9］。另外一项关于失眠的认知行为疗法（cognitive behavioral therapy for insomnia，CBT-I）对轻度创伤性脑损伤（mild traumatic brain injury，mTBI）的干预措施的研究中，通过试验数据可以发现CBT-I对同时发生mTBI和失眠的个体特别有益，这可以用3-P模型进行很好的解释［10-11］。

2.2 睡眠干扰和睡眠解释过程相互作用的整合模型失眠的睡眠干扰和睡眠解释过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过程作用理论，该理论认为失眠有2种心理过程：睡眠干扰过程和睡眠解释过程。前者指引起认知或情绪唤醒，从而干扰睡眠的过程；后者指个体对于睡眠的相关解释影响睡眠的过程。失眠不仅仅是睡眠干扰过程的结果，也会受到睡眠解释过程的影响，二者是一个相互作用的关系，这种相互作用关系会加剧情绪反应，增强认知和生理唤醒力，并干扰睡眠，导致失眠的发生［13］。

在一项关于行为疗法（behavior therapy，BT）和认知疗法（cognitive therapy，CT）与候补队列（wait list，WL）的随机对照试验中，作者提出认知唤醒，即因担心睡眠和白天功能失调导致的认知损害，从而触发自主唤醒和痛苦，进一步导致睡眠的难以启动和维持。这些过程共同导致恶性循环，CT的目标则是通过针对上述认知过程来打破恶性循环，以缓解失眠的症状［14］。

2.3 维持认知模型 失眠的维持认知模型，由Harvey［15］于2002年提出。研究表明，患有失眠症的人往往过度担心自己的睡眠以及睡眠不足带来的日间功能损害。这种过度消极的认知活动会引发自主性觉醒和情绪困扰。这种焦虑状态会引发对影响睡眠相关情况过度的关注和监测，从而进一步助长这种过度消极的认知活动。过度和不断升级的焦虑可能最终给睡眠和白天日常生活功能带来负面影响。

在一项针对超高风险精神病患者的睡眠问题的治疗方案中，Waite等［16］提出的睡眠干预就是建立在该模型之上，该预案是一套专为年轻人设计的心理干预措施，目标在于调节睡眠的关键机制，例如睡眠压力。通过增加白天的活动以增加夜间的疲劳感，可以减少睡眠压力对患者造成的影响，打破失眠维持认知的恶性循环［17］。

2.4 过度觉醒模型 失眠的过度觉醒模型，由Riemann等［18］于2009年提出。该模型认为失眠是一种过度觉醒的障碍。这种过度觉醒主要表现在躯体水平、情感水平、认知水平及皮层水平。例如，失眠症患者的睡眠及清醒时的脑电频率表现得更快、白天多次小睡潜伏期延长、24 h代谢率增加、自主神经功能活动增加、下丘脑-垂体-肾上腺轴过度活跃及炎症因子释放增加等。目前有研究显示针对失眠的认知行为治疗可部分逆转某些上述的过度觉醒指标，比如炎症因子。来自神经影像学的研究也支持过度觉醒的理论。比如在清醒向非快速眼动睡眠转换时，失眠症患者在促觉醒脑区（如上行网状激动系统、下丘脑和丘脑）的葡萄糖代谢率更少。

最新的一项关于慢性失眠的白天神经生理亢奋的量化脑电波研究中，作者认为过度觉醒模型可以很好地解释慢性失眠的内在原因和病理生理特征［19］，而在此基础之上演化出针对慢性失眠的神经生理亢奋模型。该理论认为，尽管失眠患者在夜晚休息的总时间比较少，但是在白天却也有很长的睡眠延迟，且在清醒时段的高频能量也更为强烈［20］。

3 失眠的认知损害

失眠的认知损害指因失眠或慢性失眠造成的认知功能障碍，这种障碍主要体现在4个方面，即记忆力、集中注意力、认知情感和执行功能。本文对这些研究结果进行了相关汇总和分析。

3.1 失眠对记忆力的影响 失眠症患者最常见的记忆任务包括工作记忆、内隐记忆和外显记忆。工作记忆任务要求个体在短时间内保持和操纵大脑中的信息，这是一种积极的任务；内隐记忆任务要求个体学习新的技能或能力；而外显记忆任务要求个体在短时间或长时间延迟后学习新的材料并回忆信息。有几项研究调查了失眠症患者和睡眠良好者在记忆任务上的群体差异。总的来说，研究结果并不一致，有些研究结果显示失眠症患者的记忆能力比睡眠好的人差，然而有些研究则显示两组人无明显的差别［21］。最近的一项meta分析结果显示，与对照组相比，失眠症患者存在轻度但不明显的工作记忆缺陷，该文章对所选研究提出了一些方法学上的疑问，包括非匹配的演示图形特征、神经行为测试的专业水平、不同研究结果的可比性、对急性和慢性失眠症患者的概括能力［22］。失眠症患者在工作记忆期间的大脑激活程度高于睡眠良好者，这可能表明失眠症患者在没有其他合并症的情况下可以进行代偿性大脑激活，从而维持认知功能［23］。失眠者在与工作记忆有关的神经网络连接中表现出特征性异常，这些结果可能表明与原发性失眠患者工作记忆退化有关的潜在病理机制，类似于最近在其他精神健康疾病中描述的机制［24］。有研究发现，青年人较差的主观记忆和客观工作记忆表现与失眠症状而非短暂睡眠时间有关［25］。现有的与失眠有关的文献及其与注意力问题关系的研究的局限性主要表现在大多数研究都是依据研究对象的主观倾诉，仅有少数研究采取认知评估方法来评估研究对象集中注意力的困难。

3.2 失眠对集中注意力的影响 关于注意力的研究，在与失眠有关的神经行为研究领域最为广泛。研究者使用了各种各样的注意力任务，如集中注意力、持续注意力或转移注意力，这也导致这些研究发现难以被综合使用［26］。失眠症患者经常主诉无法集中注意力，这主要表现为持续注意力或转移注意力有问题。有一项研究发现，与对照组相比，失眠症患者的精神浓度与工作绩效有关［27］。另一项调查研究结果则显示睡眠不足会损害认知功能，睡眠质量高的人普遍学业成绩相对较好［28］。在一项关于与任务无关的面部表情的注意力集中处理功能的研究中，原发性失眠症患者和健康对照组的表现差异明显，前者表达信息功能失调，同时伴随着面部情感表达的混乱［29］。因此，本综述认为睡眠相关注意力偏差在失眠发展和维持中的作用需要通过进一步的研究来明确。

3.3 失眠对认知情感的影响 失眠症和焦虑抑郁症的并发率很高。焦虑抑郁情绪容易导致失眠的发生，进而加剧抑郁情绪［30］。因此，情绪调节困难者的失眠情况的严重程度会随着焦虑症状的增加而增加，而焦虑症状的变化却不受失眠症状严重程度的影响［31］。在相关研究中，失眠症状由睡眠症状、白天症状和知觉症状的得分来定义，通过评分可以发现，与失眠的白天症状和知觉症状相比，全面的抑郁症状与睡眠症状关系更加密切，睡眠症状更多的是与抑郁症的生理症状相关，这些类型的失眠症状与多种健康后果之间的差异有待进一步的研究［32］。一项关于大学生的失眠调查结果显示，与睡眠质量良好者相比，有失眠症状的学生更容易受到情绪失调的影响［33］。

3.4 失眠对执行功能的影响 执行功能的神经行为在失眠相关研究中比较新颖，这包括注意力和记忆力两方面。有文献表明，执行功能不是单一的认知能力，而是几个不同的认知成分，主要集中在3个核心功能上：抑制、工作记忆和认知灵活性。其中，抑制指抑制性控制、选择性注意；工作记忆指与执行任务有关的信息操纵；认知灵活性指失神能力与认知能力。执行功能领域负责更高层次的认知过程，如计划、推理、抑制控制、认知灵活性和多任务处理［34］。小脑是负责青少年认知功能和睡眠的重要区域，根据年龄和性别的差异，它们的相关性表现出不同的模式。通过检查区域小脑灰质，一些研究表明，执行功能和失眠症状与青少年的性别和年龄有相关性，女孩的执行功能和失眠症状与小脑区域的整体相关性要比男孩高，并且相应的相关强度也高，而男孩与女孩相比，可以观察到定位的差异，小脑灰质越大，青少年的执行功能越好。失眠不会影响小脑区域灰质与执行功能之间的相关性，这些结果可能暗示青春期小脑在依赖性别的执行功能中的参与方式有所不同［35］。有研究表明，与单纯有失眠症状或没有任何睡眠问题的成年人相比，中老年人的失眠症与较差的健康状况和较差的记忆表现有关，即使在调整了共病后也是如此［36］。一项研究中失眠症患者和对照组在平均网络间功能连接强度没有显著差异，但是失眠症患者在前突显网络和左执行控制网络之间的功能连接变异性较小，该发现表明，失眠症患者在休息状态下网络之间的互动较不灵活［37］。评估认知灵活性的执行功能任务更为一致，大多数研究结果表明，失眠症患者和对照组之间没有显著的组间差异。

4 结 论

失眠是一个常见的睡眠相关的公共健康问题，与认知障碍之间的关系还没有形成统一的理论，这是一个值得研究和探索的课题。现有的关于失眠的认知损害的研究主要集中在记忆力、注意力、情感和执行功能4个方面，如长期失眠的患者可能会出现痴呆风险的增加。但是，众多研究结果并不一致，不同认知理论对失眠的发生、发展和维持的解读都各执一词，并没有形成一个统一的、清晰的通用模型。因此，我们需要更加全面统一的模型，来论证失眠与认知障碍之间的关系，这样才能在失眠人群认知障碍的治疗中得到更好的应用。