青少年昼夜节律失调与认知功能及学校行为的关联研究进展

一、引言

在青少年的成长进程中，昼夜节律（circadian rhythm）扮演着至关重要的角色。昼夜节律是生物体内部的一种天然计时机制，它调控着人体众多生理和行为活动，使其遵循大约 24 小时的周期规律。从睡眠 - 觉醒周期到激素分泌，从新陈代谢到免疫系统功能，昼夜节律的影响无处不在。然而，现代社会的生活模式，尤其是过早的上学时间安排，与青少年延迟的昼夜节律生理学特征之间存在着严重的不匹配，导致大多数青少年都经历着昼夜节律失调（circadian misalignment）的困扰。这种失调对青少年的认知功能和学校行为产生了深远的影响，成为近年来生命科学和健康医学领域的研究热点。

二、青少年昼夜节律生理学特点

青少年时期，人体的昼夜节律会发生显著变化。与儿童和成年人不同，青少年的生物钟（biological clock）会出现延迟现象。他们往往更倾向于晚睡晚起，褪黑素（melatonin）这种调节睡眠的重要激素，其分泌时间在青少年时期也会推迟。在正常的生理状态下，褪黑素的分泌增加通常预示着身体进入睡眠准备阶段。但对于青少年来说，由于生物钟的延迟，他们在夜间较晚的时候才开始分泌褪黑素，这使得他们难以在较早的时间入睡。

这种延迟的昼夜节律生理学特征，使得青少年在清晨时往往难以达到最佳的清醒状态。当学校过早开始上课，他们的身体还未完全从睡眠状态中恢复过来，大脑的认知功能也无法充分发挥。这就如同让一台还未预热的精密仪器开始高速运转，其性能必然会受到影响。

三、昼夜节律失调对认知功能的影响

（一）注意力与记忆力下降

当青少年经历昼夜节律失调时，他们在课堂上的注意力集中程度会明显下降。研究表明，睡眠不足或睡眠时机不当会干扰大脑中与注意力相关的神经通路。在正常情况下，大脑的前额叶皮质（prefrontal cortex）负责维持注意力的集中，它能够筛选和处理来自外界的各种信息。但在昼夜节律失调的状态下，前额叶皮质的功能受到抑制，青少年难以专注于老师的讲解，容易被周围的事物所干扰。

记忆力也会受到严重影响。睡眠在记忆巩固过程中起着关键作用，尤其是深度睡眠阶段。在这个阶段，大脑会对白天学习到的信息进行整理和存储。然而，昼夜节律失调导致青少年的深度睡眠时间减少，信息无法有效地整合到长期记忆中，从而出现记忆力下降的情况。例如，他们可能在学习新知识后很快就遗忘，或者在考试时难以回忆起学过的内容。

（二）学习能力受限

认知功能的下降直接导致青少年学习能力的受限。学习是一个复杂的过程，需要注意力、记忆力、思维能力等多种认知功能的协同作用。由于昼夜节律失调，青少年在课堂上难以理解老师传授的知识，无法跟上教学进度。在完成作业或进行考试时，他们的思维变得迟缓，解题速度减慢，错误率增加。长期处于这种状态下，会对青少年的学业成绩产生负面影响，阻碍他们的学习进步。

四、昼夜节律失调对学校行为的影响

（一）课堂参与度降低

在学校环境中，昼夜节律失调的青少年课堂参与度明显降低。他们可能会表现出困倦、打瞌睡的状态，对老师提出的问题缺乏积极回应的热情。这不仅影响了他们自身的学习效果，也对课堂氛围产生了不良影响。老师在教学过程中需要花费更多的精力来维持课堂秩序，引导学生参与课堂互动，而这无疑会分散老师的教学精力，降低教学效率。

（二）行为问题增多

部分青少年还可能出现行为问题。由于睡眠不足和身体疲劳，他们的情绪调节能力下降，更容易出现烦躁、易怒等情绪。在与同学的交往中，可能会因为一些小事而发生冲突，影响同学关系。此外，一些青少年可能会通过不良行为来寻求刺激，以弥补身体的疲惫和精神的困倦，如在课堂上玩手机、交头接耳等，这些行为严重违反了学校的规章制度，干扰了正常的教学秩序。

五、COVID-19 疫情期间的启示

COVID-19 疫情的爆发给全球教育带来了巨大的变革，也为研究青少年昼夜节律与学习之间的关系提供了新的视角。在疫情期间，许多学校采取了线上教学的模式，学生的学习时间和作息安排发生了显著变化。与传统的线下教学相比，线上教学的时间安排更加灵活，学生不再需要按照固定的时间表早早地赶到学校。

研究发现，这种学习时间表的调整可能对青少年的睡眠产生了积极的影响。他们有更多的时间可以自主安排作息，能够根据自己的生物钟来调整睡眠时间。一些学生的睡眠质量得到了改善，进而在一定程度上提高了认知功能和学习效率。这一现象表明，合理调整学习时间，使其与青少年的昼夜节律相匹配，对于改善他们的学习状态具有重要意义。

六、特殊人群的研究启示

对一些特殊人群的研究也为我们提供了有价值的信息。例如，患有昼夜节律睡眠 - 觉醒障碍（Circadian Rhythm Sleep-Wake Disorders）的青少年，他们的昼夜节律存在更为严重的异常。通过对这些特殊人群的研究，我们可以更深入地了解昼夜节律失调对认知功能和学校行为的影响机制。同时，也为制定针对普通青少年昼夜节律失调的干预措施提供了参考。

在治疗这些特殊人群的过程中，医生会采用光照疗法（light therapy）、褪黑素补充疗法等手段来调整他们的昼夜节律。这些治疗方法在一定程度上改善了患者的睡眠质量和认知功能，为我们在普通青少年群体中推广类似的干预措施提供了借鉴。

七、改善策略探讨

（一）调整学校时间表

为了改善青少年的认知功能和学校行为，建立更晚的学校时间表是一种直接有效的策略。推迟上学时间，让青少年有足够的时间休息，使他们的身体和大脑能够在清晨得到充分的恢复。这样，他们在课堂上就能保持更好的精神状态，提高注意力和学习效率。

一些地区已经开始尝试推行延迟上学时间的政策，并取得了一定的成效。学生的睡眠质量得到了明显改善，学业成绩也有所提高。然而，调整学校时间表涉及到多个方面的问题，如家长的工作安排、课后活动的组织等，需要综合考虑和协调。

（二）个性化策略制定

除了调整学校时间表外，还可以制定个性化的策略来帮助青少年调整昼夜节律。每个青少年的生物钟和睡眠偏好都有所不同，因此需要根据个体差异来制定相应的方案。例如，对于那些习惯晚睡晚起的青少年，可以通过逐渐调整睡眠时间，每天提前一点上床睡觉，同时结合适当的光照疗法，在早晨增加光照强度，帮助他们调整生物钟。

此外，培养良好的睡眠卫生习惯也非常重要。保持规律的作息时间，避免在晚上使用电子设备，创造一个安静、舒适的睡眠环境等，都有助于改善青少年的睡眠质量，调整他们的昼夜节律。

八、结论

青少年昼夜节律失调与认知功能及学校行为之间存在着密切的关联。延迟的昼夜节律生理学特征与过早的上学时间之间的矛盾，导致了青少年的昼夜节律失调，进而对他们的学习和生活产生了诸多负面影响。通过对 COVID-19 疫情期间学习模式变化的观察以及特殊人群的研究，我们获得了宝贵的启示。

为了改善这一现状，建立更晚的学校时间表或制定个性化的策略来调整青少年的昼夜节律显得尤为重要。这不仅有助于提高他们的认知功能，改善学校行为，还能为青少年的健康成长和全面发展创造有利条件。未来，需要进一步加强对青少年昼夜节律的研究，深入探索其影响机制，为制定更加科学、有效的干预措施提供理论依据。同时，学校、家庭和社会也应共同努力，为青少年营造一个有利于身心健康发展的良好环境。