【摘要】目的：探討4h恢復性睡眠對43h完全睡眠剝奪后任務管理功能的影響。方法：采用自身前后對照設計，對9名健康大學生（19±1.6歲，男）進行43h的完全睡眠剝奪，而后進行4h的恢復性睡眠。每隔4h完成一次連續(xù)加法測驗，在恢復性睡眠后1h完成最后一次測試。記錄正確數(shù)和平均正確反應時，采用重復測量的統(tǒng)計方法進行數(shù)據(jù)分析。結(jié)果:連續(xù)加法測驗的平均正確反應時和正確數(shù)都存在明顯的時間主效應（F(11，88)＝8.37，P<0.01）和（F(11，88)＝2.65，P<0.01），進一步分析，在20h睡眠剝奪以后平均正確反應時（20h:15.42±4.07，24h:15.44±3.20，28h:15.08±3.37，32h:14.92±2.90，36h:15.20±2.63，40h:15.99±2.91）較基線值（12.71±2.81）明顯延長(P>0.01）、正確數(shù)（20h:14.44±0.91，28h:13.97±0.95，32h:14.07±1.00，36h:14.31±0.88，40h:13.39±0.92）也較基線值（16.02±0.49）顯著減少(P>0.01）?；謴托运吆蟮钠骄_反應時（13.15±2.42）和正確數(shù)（15.90±1.00）與基線值間沒有顯著性差異(P>0.05）。結(jié)論：任務管理功能在20h完全睡眠剝奪后已受損，而4h的恢復性睡眠可以使43h后的任務管理能力完全恢復到正常水平。

【關鍵詞】完全睡眠剝奪；任務管理功能；連續(xù)相加測驗；恢復性睡眠

【中圖分類號】R338.63【文獻標識碼】A【文章編號】1007-8517(2009)12-0021-02

隨著社會壓力的增加，睡眠缺失的（sleep loss）在人群的發(fā)生率明顯提高。它造成認知功能下降和負性情緒的產(chǎn)生，進而影響人們的生活質(zhì)量和工作績效。在對睡眠缺失的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)睡眠剝奪(sleep deprivation， SD)是誘發(fā)睡眠缺失狀態(tài)的有效方法，研究還發(fā)現(xiàn)完全睡眠剝奪對于高級認知功能影響尤為明顯。Harrison和Horne指出在完全睡眠剝奪下，依賴于額葉功能的作業(yè)受其影響較大，高級認知功能特別是與額葉關系密切的高級認知功能受完全睡眠剝奪的影響更為顯著。對于額葉功能的研究主要針對執(zhí)行功能和工作記憶等高級認知功能展開。連續(xù)相加測驗是一項反映執(zhí)行功能中任務管理功能的測驗，在完成測驗時需要多項執(zhí)行功能的參與，如信息操作（對信息的編碼、更新和短時貯存）、計劃和監(jiān)控等。此外，使得睡眠剝奪后認知功能恢復的措施有藥理學措施如服用咖啡因，莫達非尼等，和非藥理學措施如恢復性睡眠（recovery sleep），合理安排作息制度等?；謴托运呤侵冈谒邉儕Z后給予短時間的充分睡眠。對于恢復性睡眠對長時完全睡眠剝奪后任務管理功能的影響尚未見相關報道。本研究旨在對43h完全睡眠剝奪和4h恢復性睡眠下連續(xù)加法測驗的檢測，來探討恢復性睡眠對長時睡眠剝奪后任務管理能力的影響，從而為睡眠缺失下工作績效的預測及干預措施的實施提供理論指導。

1對象與方法

1.1對象9名健康青年男性，年齡19±1.6歲，身體健康，均為右利手，裸視或矯正后視力正常，無吸煙及飲用咖啡因、茶葉等飲料的習慣?！镀テ澅に哔|(zhì)量指數(shù)》(Pittsburgh Sleep Quality Inventory， PSQI)測驗得分均＜5分，說明有良好的睡眠。癥狀自評量表（Symptom Checklist-90，SCL－90）檢測，總均分＜1分，各因子分＜1分[8]。被試睡眠圖為9:30～6:00，睡眠習慣規(guī)律。知情同意。

1.2方法實驗設計為自身前后對照設計，對被試進行43h完全睡眠剝奪后進入4h的恢復性睡眠。測驗為連續(xù)加法測驗（Serial addition test，SAT）每個測驗項目由11個個位數(shù)組成，由計算機隨機生成，呈現(xiàn)在顯示器（19英寸）中央，要求被試在正確的前提下盡可能快的按小于法和大于法的算法心算，并將結(jié)果用小鍵盤輸入計算機。小于法的算法是將顯示器中央的橫行數(shù)字連續(xù)累計相加，如果得到的是兩位數(shù)，不記十位數(shù)，只記個位數(shù)。凡相加后之和個位數(shù)比相鄰右邊的數(shù)小1(<)，則跳過右邊相鄰的數(shù)字而與下一個數(shù)相加。這樣連續(xù)累計加完整行數(shù)字后輸入結(jié)果。大于法的算法方法基本同第一法。不同的是遇到相加所得之和比相鄰右邊的數(shù)大“1”時(>)，跳過右邊的數(shù)與下一個數(shù)相加。連續(xù)累計加完整行數(shù)字后輸入結(jié)果中的個位數(shù)。小于法和大于法交替進行，每道測題有兩次跳過，共20道測驗。

1.3實驗步驟實驗由兩部分組成，每部分實驗前一周禁止服用含咖啡因、酒精等刺激性物質(zhì)的食物及藥物。第一部分為練習部分。實驗前一周集中被試訓練，以排除測驗的練習效應，保證全部被試的錯誤率<1%，反應時出現(xiàn)平臺期。第二部分為正式實驗。被試在7:00進入實驗室開始睡眠剝奪，至第三天早晨10:00結(jié)束。在43h的睡眠剝奪中每4h進行一次連續(xù)相加測驗。睡眠剝奪后進入4h的恢復性睡眠，在喚醒1h后完成最后一次測試，共完成12次測試。將第一次測試(第一天7:00測試)結(jié)果設為基礎值（baseline）。在整個實驗中確保有三人(一名醫(yī)生、一名護士和主試)監(jiān)控被試避免睡眠，每次有2被試同時進入實驗。

1.4統(tǒng)計方法評定指標為平均正確反應時(秒)和正確數(shù)（個）。使用SPSS11.0軟件包進行統(tǒng)計學分析。采用重復測量（rANOVA）的統(tǒng)計方法進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2結(jié)果

2.14h恢復性睡眠對43h完全睡眠剝奪后SAT平均正確反應時影響的結(jié)果分析Mauchly球形檢驗(P>0.05)，不拒絕球形檢驗，無需ε矯正。各測試點SAT平均正確反應時之間存在時間主效應（F(11，88)＝8.37，P<0.01）。多重比較顯示，SAT的平均正確反應時在20h完全睡眠剝奪后的各測試點的成績與基線值之間存在顯著性差異(P<0.01或P<0.05)。而恢復性睡眠后的平均正確反應時與基線值之間并沒有發(fā)現(xiàn)顯著性差異(P>0.05)(表1)。

2.24h恢復性睡眠對43h完全睡眠剝奪后SAT正確數(shù)影響的結(jié)果分析見表2。Mauchly球形檢驗(P<0.01)，拒絕球形檢驗，需采用Greenhouse-Geisser校正。各測試點SAT的正確數(shù)之間存在時間主效應(F(11，88)＝2.645，P<0.01)。多重比較顯示，SAT的正確數(shù)在20h完全睡眠剝奪以后（除24h完全睡眠剝奪點）的各測試點成績與基線值之間存在顯著性差異(P<0.01或P<0.05)?；謴托运吆蟮恼_數(shù)與基線值沒有發(fā)現(xiàn)顯著性差異(P>0.05)。

3討論

在現(xiàn)代社會中，睡眠缺失造成認知功能和日常生活質(zhì)量的下降已非常普遍，研究者就睡眠缺失造成認知功能下降的原因提出了不同理論假說。脫漏假說指出睡眠剝奪后作業(yè)水平的下降是由于微睡眠（microsleep）和脫漏（lapses）。當一個人持續(xù)工作，并被剝奪睡眠時，或者維持長時間覺醒時，經(jīng)常會不時發(fā)生的“阻滯”或者沒有反應的短暫間期，如果兩次間隔之間的工作績效維持在初始水平，這些“阻滯”或無反應的短暫間期發(fā)生的頻率和時程會隨著連續(xù)腦力勞動而增多。也有研究者指出績效下降是由于被試的喚醒水平下降引起，維持長時間覺醒時會出現(xiàn)喚醒水平下降、喚醒閾限上升的現(xiàn)象。當喚醒水平低于某種特殊的認知功能的要求時，此種功能的下降就不可避免地出現(xiàn)了。并且，由于不同認知功能所需的喚醒水平和注意力資源的量不同，所以在同一喚醒水平下，不同的認知功能受到的影響也就不同。此外，恢復性睡眠措施被廣泛應用于恢復睡眠剝奪后認知功能。Baddeley的工作記憶模型指出中央執(zhí)行功能是其核心，其腦皮層定位于額葉、扣帶回等。本研究發(fā)現(xiàn)，在20h完全睡眠剝奪以后，平均正確反應時的明顯延長和正確數(shù)顯著下降提示20h完全睡眠剝奪已導致任務管理功能的顯著下降。由于在完全睡眠剝奪下對于信息的加工需要額葉付出更多的資源參與，當腦力資源低于認知作業(yè)需要時，就會出現(xiàn)脫漏與喚醒水平的下降，從而造成作業(yè)績效的下降。在睡眠剝奪24h和28h時，其作業(yè)水平雖有所提高，但仍與基線值的水平存在顯著差異，這一提高主要是由于生物節(jié)律的影響，這時被試處于生物節(jié)律的高峰(7:00和11:00)，但隨后成績便又出現(xiàn)明顯下降?？傮w上看作業(yè)水平隨著睡眠剝奪時間的延長呈持續(xù)下降趨勢。正確數(shù)指標顯示，在24h時與基線值沒有顯著性差異，這是由于被試在完成作業(yè)任務時存在時間與正確率權(quán)重問題，此時被試傾向于犧牲反應時而保持正確率。在被試43h完全睡眠剝奪后給予4h恢復性睡眠，其平均正確反應時與正確數(shù)均達到基線水平。這表明，4h恢復性睡眠完全可以對抗43h完全睡眠剝奪對任務管理功能的所造成的負面影響。此外，實驗中采用計算機測量較大限度的排除了以往紙筆測驗的缺點，如項目的隨機化，測驗時間指標的準確性等。更重要的是在測驗中提出用平均正確反應時替代以往的總反應時指標。從而避免由于被試在個別題目上注意力不集中、反復校正等問題對總反應時的影響，使其更能有效的反映任務管理的水平。

總之，本研究提示4h的恢復性睡眠可以有效對抗43h完全睡眠剝奪后對執(zhí)行功能中的任務管理功能的影響。任務管理功能在20h完全睡眠剝奪后已明顯受損。但是，由于實驗條件限制，本研究存在被試量偏少的問題。同時由于連續(xù)加法測驗本身涉及到的執(zhí)行功能子系統(tǒng)較多，無法對完全睡眠剝奪下任務管理功能的變化做出更靈敏的反應。因此，在今后的研究中有針對性和更敏感的認知功能評價技術(shù)的應用已成為必然，如事件相關電位分析技術(shù)和功能性核磁成像技術(shù)。

參考文獻

[1]劉賢臣，唐茂芹，胡蕾，等.匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)的信度和效度研究[J].中華精神科雜志，1996，29.

[2]汪衛(wèi)東，王希林，馬弘.心理衛(wèi)生評定量表手冊[M].北京:中國心理衛(wèi)生雜志社，1999.

(收稿日期：2009.03.10)