幼年期睡眠剝奪對前額葉皮質情緒控制發展與認知功能的影響

慢性睡眠不足或睡眠剝奪為現今工商社會中，廣泛存在影響人類健康的重要問題。 睡眠缺乏將導致腦部功能及心理行為發生改變，包括許多重要酵素暨神經傳導物質的減 少、神經興奮性(neuronal excitability) 受損或情緒障礙(emotional disturbance) 與認知 功能失調(cognitive dysfunction) 的發生。先前的研究已證實，前額葉皮質神經迴路 (prefrontal circuits) 在情緒控制發展與認知功能的調節上，扮演相當重要的角色。藉由 廣泛性神經交互投射(reciprocal interconnection) 的運作與諸多神經化學物質與胞內離 子的參與，前額葉皮質可直接影響邊緣系統(limbic system)、其他皮質(neocortex) 與 皮質下構造(sub-cortical structures) 的活化，進而調控情緒發展與認知功能的運行。隨 著工業化社會的到來，睡眠剝奪的現象已逐漸向幼兒及青少年普及，其對日後成年期心 智行為與情緒反應的潛在影響，已是不容忽視的重要課題。然而，就我們所知，目前學 界對幼年期睡眠剝奪(childhood sleep deprivation) 對日後成年情緒控制發展與認知功能 的影響幾無所知；另一方面，幼年期睡眠剝奪對前額葉皮質調控系統，分子與相關神經 化學物質活性表現暨功能形態之潛在變化，仍舊付之闕如。緣此，本計畫預計以三年的 時間，逐年依次探討(1) 幼年期睡眠剝奪對日後成年期心智運作暨認知行為表現之影響 (2) 結合定量組織化學(histochemistry)、定量免疫組織化學(immunohistochemistry) 與 西方墨點反應(Western blotting) 等工具，分別在形態及生化層次上，深入探討心智行為 的改變是否與前額葉皮質神經化學物質活性的揚抑有所關連(3) 利用電子顯微鏡 (electron microscopy) 與飛行式二次離子質譜儀(TOF-SIMS) 等貴重儀器，詳細偵測前 額葉皮質神經活化的高低是否肇因於離子濃度與超微結構的改變。藉由此計畫的逐年實 行，不僅可以提供學界清晰且詳實有關幼年期睡眠剝奪對情緒控制發展與認知功能影響 的行為學、神經化學、分子影像學乃至超微結構學證據，同時尚對幼年期睡眠剝奪於破 壞心智功能與認知調節的運作上有所了解。我們希望透過此三年期計畫的順利推動與執 行，能有效增進學界對前額葉皮質情緒調控機制之認識，同時亦對臨床上宣導幼年期睡 眠充足的必要及其作為日後預防或治療心智障礙等相關行為缺失有所幫助與貢獻。