睡眠质量对注意缺陷多动障碍儿童症状的影响：工作记忆的中介作用

Abstract

Objective

To study the mediating role of working memory between sleep quality and symptoms in children with attention deficit hyperactivity disorder (ADHD).

Methods

The cluster random sampling method was used to select 110 ADHD children and 124 normal children as subjects from grade 3-5 students in two primary schools in Kashgar, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China. SNAP-IV, Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI), and visual-spatial working memory paradigm were used for investigation and comparison.

Results

Compared with the normal group, the ADHD group had a significantly higher total score of PSQI and scores of subjective sleep quality, sleep latency, sleep efficiency, sleep disturbance, and a higher incidence of sleep quality problems (P<0.001). The working memory score in the ADHD group was significantly lower than that in the normal group (P<0.001). In the ADHD group, the working memory score was negatively correlated with the total score of PSQI (r _s=-0.271, P<0.001) and the score of symptoms (r _s=-0.439, P<0.001), and the total score of PSQI was positively correlated with the score of symptoms (r _s=0.540, P<0.001). Working memory had a partial mediating effect in the influence of sleep quality on symptoms in children with ADHD, accounting for 18.10% of the total effect.

Conclusions

Sleep quality issues are observed in some children with ADHD, and working memory plays a mediating role between sleep quality and symptoms in ADHD children.

注意缺陷多动障碍（attention deficit hyperactivity disorder，ADHD）常于儿童时期起病，表现为与同龄儿童相比的注意力集中困难、注意力持续时间短、活动过度、冲动和学习困难^［1］。近年研究显示我国ADHD发病率逐年上升，已达6.26%^［2］，ADHD的诊治也日益受到重视。ADHD儿童症状的严重程度在发展过程中受到生理、心理、家庭、学校和社会环境等诸多因素的影响。作为ADHD核心缺陷的工作记忆在早期神经认知功能中扮演着重要角色，对于个体学业表现、目标达成及遵守规则来说，工作记忆是核心的认知功能。研究发现ADHD儿童中的工作记忆缺陷严重，并且ADHD的工作记忆缺陷会影响其在临床症状、组织计划、选择注意等方面的表现^［3］。

目前，越来越多的证据表明ADHD儿童存在睡眠质量问题^［4-5］。同时有研究表明睡眠质量对ADHD儿童症状有着重要影响，严双琴等^［6］研究发现睡眠问题是ADHD儿童症状的危险因素；同时ADHD儿童的症状还与工作记忆密切相关，有效的工作记忆训练可以改善ADHD症状^［7］。随着研究的不断深入，工作记忆和睡眠问题之间的关系也被发现，Liang等^［8］研究发现睡眠和工作记忆之间存在相关性，二者对儿童的日常行为均有着重大影响。ADHD儿童工作记忆受到睡眠质量的影响，工作记忆又影响ADHD的症状严重程度，睡眠质量又可直接影响ADHD儿童的症状，三者两两相关。目前国内外从睡眠质量的视角对工作记忆进行的研究较少，关于ADHD儿童的症状、睡眠质量问题、工作记忆三者之间的相互作用机制研究更加鲜见。Gabay等^［9］研究表明工作记忆随着睡眠的改善也得到了同步改善，ADHD症状与睡眠质量之间存在显著相关性，但并未发现ADHD症状与工作记忆存在直接影响；Cremone-Caira等^［10］研究证明工作记忆困难的儿童特别容易出现更显著的ADHD症状，但睡眠并没有介导或调节该样本中工作记忆与ADHD症状之间的关系。既往关于三者之间关系的研究只是单一地探讨了相关性，且结果存在争议。综上所述，本研究在探讨症状、睡眠质量问题、工作记忆三者相关性的基础上构建了一个中介模型，拟考察睡眠质量预测ADHD儿童症状的中介（工作记忆）机制，探讨睡眠质量、工作记忆对ADHD儿童症状的影响及其影响路径，以期为改善ADHD儿童临床症状的干预方法提供新思路。

1. 资料与方法

1.1. 研究对象

采取随机整群抽样的方法，于2021年7—11月调查新疆维吾尔自治区喀什市2所小学3~5年级的所有在校学生，共1 860名。使用问卷调查法，在校儿童的评估在学校保健医生的协助下，发放SNAP-Ⅳ评估量表^［11］、韦氏儿童智力量表（第四版）（Wechsler Intelligence Scale for Children Fourth Edition，WISC-Ⅳ）^［12］，进行初步筛选，由经过统一培训的调查员指导儿童和老师进行填写，学校保健医生负责计分。问卷共发放1 860份，回收问卷1 786份（回收率为96.02%），量表初筛评估提示可能患有ADHD儿童共131例，将其转专科门诊进一步评估，由专业医生根据症状、临床观察、体格检查进一步对患儿进行诊断。严格按照纳入排除标准，共有112例被确诊为ADHD儿童，其中2例因退出工作记忆测试排除，最终研究纳入ADHD儿童110例，同时按照性别、年龄、智商（intelligence quotient，IQ）进行匹配，确定124例儿童为正常对照组。

本研究通过石河子大学医学院学术伦理委员会审批（KJX-2021-109-01），并得到校长、学生和其监护人的知情同意。

1.2. 纳入和排除标准

ADHD组纳入标准：（1）小学3~5年级儿童；（2）SNAP-Ⅳ评估量表在某个因子有6个及以上条目得２或３分，由精神科主治及以上医生确诊，并符合精神障碍诊断与统计手册（第5版）（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，Fifth Edition，DSM-5）中ADHD诊断标准^［13］；（3）WISC-Ⅳ量表IQ≥85分；（4）右利手且裸眼视力或矫正视力正常，无色弱，自愿参与并能坚持研究。

正常对照组纳入标准：（1）小学3~5年级儿童；（2）不符合ADHD诊断标准^［13］；（3）WISC-Ⅳ量表IQ≥85分；（4）右利手且裸眼视力或矫正视力正常，无色弱，自愿参与并能坚持研究。

ADHD组与正常对照组排除标准：（1）存在对立违抗障碍、品行障碍、情感障碍等常见的精神障碍；（2）存在严重导致昏迷的脑外伤史；（3）存在神经系统疾病及其他严重的躯体疾病。

1.3. 量表

采用问卷调查及任务测试的方法对ADHD儿童的症状、睡眠质量、工作记忆进行调查。（1）SNAP-Ⅳ评估量表：该量表共26个条目，分为3个因子，包括注意力不集中、多动/冲动、对立违抗。由教师根据儿童近6个月的表现进行报告，以评估儿童的行为及症状严重程度。儿童在任意一个因子有6个及以上条目得２或３分并有注意力不集中、多动/冲动的临床表现则判定为ADHD阳性。量表Cronbach's α系数为0.88~0.95，重测信度为0.60~0.84，测验效度较高^［11］。该量表用于评估ADHD症状的严重程度，3个因子的总分代表ADHD的症状，分数越高代表症状程度越严重。（2）匹兹堡睡眠质量指数量表（Pittsburgh Sleep Quality Index，PSQI）：由儿童根据自身情况填写，所有的条目分为主观睡眠质量、入睡时间、总睡眠时间、睡眠效率、睡眠障碍、催眠药物的应用和对日间功能的影响7个成分来评价儿童的睡眠质量，每个成分按0~3计分，各成分得分的总和即为PSQI总分，分数越高，睡眠质量越差。当PSQI<7分时，表明睡眠质量较好；当PSQI≥7分时，表明存在睡眠质量问题。PSQI的折半信度为0.824，总体Cronbach's α系数为0.845，具有较高的信效度^［14］。（3）工作记忆任务测试：采用视觉空间工作记忆测试，该任务类似于经典的计算机呈现的Corsi积木点击任务。正式测试时，被试者在屏幕上看到依次出现的3×3非重叠点，每个点呈现1 s，点呈现间隔为1 s，闪烁结束后，被试者需用鼠标依次按照顺序点击闪烁过的圆点。测试从最简单的等级（1个圆点闪烁）开始，点数从1~7不等。测验结果通过点出现位置和参与者点击位置之间的平均距离进行计分^［15］。工作记忆测试由北京师范大学多维心理在线平台提供测试（www.dweipsy.com/lattice），测试授权使用。测试任务在学校机房进行。正式试验前对儿童进行测试培训，以便儿童理解测试的操作方法，直至儿童掌握实验程序后，方可开始正式测试。

1.4. 质量控制

严格培训调查员，统一调查问卷标准及测试标准。由调查员统一指导问卷填写者及测试参与者。在指导培训中强调，以防漏填、错填。在调查问卷填写及测试过程中，调查员在现场进行监督指导。

1.5. 统计学分析

使用SPSS 26.0软件进行数据的统计分析。符合正态分布的计量资料用均数±标准差（ $\overline{x}\pm s$ ）进行描述，不符合正态分布的计量资料用中位数和四分位数间距［M（P ₂₅，P ₇₅）］进行描述，组间比较采用两样本t检验或Wilcoxon秩和检验。计数资料用例数和百分率（%）表示，组间比较采用卡方检验。相关性分析采用Spearman秩相关分析，中介效应检验采用SPSS的Process插件进行分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1. ADHD组与正常对照组儿童的人口学特征

ADHD组儿童110例，其中男76例（69.1%），女34例（30.9%），平均年龄（9.3±1.0）岁，平均IQ（92±6）分；正常对照组儿童124例，其中男89例（71.8%），女35例（28.2%），平均年龄（9.2±1.0）岁，平均IQ（93±7）分。2组儿童在性别（ ${\chi }^{\mathrm{2}}$ =0.202，P=0.653）、年龄（t=1.068，P=0.287）及IQ（t=-0.441，P=0.660）方面比较差异均无统计学意义。

2.2. ADHD组与正常对照组儿童PSQI评分比较

ADHD组儿童主观睡眠质量、入睡时间、睡眠效率、睡眠障碍评分及PSQI总分高于正常对照组，差异有统计学意义（P<0.001），见表1。ADHD组儿童睡眠质量问题的发生率为12.7%（14/110），高于正常对照组（3.2%，4/124），差异有统计学意义（ ${\chi }^{\mathrm{2}}$ =7.411，P=0.006）。

表1.

ADHD组与正常对照组儿童PSQI各成分得分及总分比较 ［M（P ₂₅，P ₇₅），分］

项目	正常对照组 (n=124)	ADHD组 (n=110)	Z值	P值
主观睡眠质量	0(0, 0)	0(0, 0)	-5.610	<0.001
入睡时间	1(0, 1)	2(2, 2)	-11.517	<0.001
睡眠时间	0(0, 0)	0(0, 0)	-1.372	0.170
睡眠效率	0(0, 0)	0(0, 0)	-4.136	<0.001
睡眠障碍	1(1, 2)	2(2, 2)	-2.616	<0.001
催眠药物	0(0, 0)	0(0, 0)	-0.676	0.499
日间功能障碍	0(0, 0)	0(0, 0)	-0.889	0.374
PSQI总分	3(2, 4)	6(4, 8)	-9.585	<0.001

注：［ADHD］注意缺陷多动障碍；［PSQI］匹兹堡睡眠质量指数量表。

2.3. ADHD组与正常对照组儿童工作记忆得分比较

ADHD儿童工作记忆得分低于正常对照组，差异有统计学意义［（76±6）分 vs（81±5）分，t=-6.612，P<0.001］。

2.4. ADHD组儿童睡眠质量、工作记忆及症状的相关性分析

对ADHD组进行相关性分析，结果显示，ADHD儿童中工作记忆得分与PSQI总分呈负相关（r_s =-0.271，P<0.001），与症状得分呈负相关（r_s =-0.439，P<0.001）；ADHD儿童中PSQI总分与症状得分呈正相关（r_s =0.540，P<0.001）。见图1。

图1. ADHD组儿童睡眠质量、工作记忆及症状的相关性分析图 A为ADHD儿童PSQI总分（睡眠质量）与工作记忆的相关性；B为ADHD儿童PSQI总分（睡眠质量）与症状的相关性；C为ADHD儿童工作记忆与症状的相关性。.

2.5. ADHD组儿童工作记忆在睡眠质量和症状之间的中介效应分析

为检验ADHD组儿童工作记忆在睡眠质量与症状之间的中介作用，采用Process程序中的模型4进行ADHD儿童工作记忆中介效应的回归分析。结果表明，睡眠质量能显著正向预测ADHD症状（β=0.531，P<0.001）；睡眠质量能显著负向预测工作记忆得分（β=-0.240，P=0.011）。当放入中介变量（工作记忆）后，睡眠质量对ADHD症状的直接预测作用依然显著（β=0.435，P<0.001），同时工作记忆能负向影响ADHD的症状（β=-0.401，P<0.001），见表2。因此，工作记忆在睡眠质量对ADHD儿童症状的影响中起部分中介作用，见图2。偏差校正的百分位数法Bootstrap方法检验表明，睡眠质量不仅能够直接预测症状，而且能够通过工作记忆的中介作用预测症状。睡眠质量对症状的直接效应显著，95%置信区间为-0.555~-0.209，不包含0，直接效应为0.435，占总效应的81.90%；工作记忆在睡眠质量与症状之间的中介效应显著，95%置信区间为0.021~0.188，不包含0，中介效应为0.096，占总效应的18.10%。

表2.

工作记忆在睡眠质量和症状之间的中介效应结果

预测变量	结果变量	R值	R2 值	β值	t值	P值
睡眠质量	症状	0.531	0.282	0.531	6.516	<0.001
睡眠质量	工作记忆	0.239	0.058	-0.240	-2.567	0.011
睡眠质量	症状*	0.659	0.434	0.435	5.807	<0.001
工作记忆		-	-	-0.401	-5.353	<0.001

注：*示中介效应路径，即在中介模型中，中介变量（工作记忆）对结果变量（症状）的预测作用显著，同时自变量（睡眠质量）对结果变量（症状）的直接作用依然显著，即代表该中介作用成立，且为部分中介作用。

图2. 工作记忆在睡眠质量及症状间的中介模型图 图中数字代表各路径回归系数β，即代表预测变量和结果变量的相关性。^* P<0.05。.

3. 讨论

本研究通过PSQI调查ADHD儿童的睡眠质量问题，我们发现ADHD儿童睡眠质量问题的发生率比正常儿童更高。这与以往研究结果^［16］基本一致。ADHD功能缺陷主要包括额叶脑区的异常，尤其是前额叶区域的皮质厚度，而参与认知的大脑结构及神经递质也会对睡眠产生影响，从而导致出现睡眠质量问题。Becker等^［17］研究表明ADHD儿童比正常同龄儿童存在更多的睡眠问题。由此可见，ADHD儿童中普遍存在睡眠质量问题，因此必须重视ADHD儿童的睡眠问题。本研究同时评估ADHD儿童的工作记忆能力，结果显示ADHD儿童的工作记忆能力低于正常儿童，这与李纪迎^［18］的研究结果一致。大量研究对ADHD工作记忆能力进行探索，表明ADHD儿童确实存在工作记忆的缺陷^［19］，其对信息的激活和保存在学习、运算等复杂认知活动中起着重要的作用。

本研究显示ADHD儿童的PSQI总分与症状呈正相关，说明ADHD儿童的睡眠质量越差，其症状就越严重。前额叶皮质对睡眠最为敏感，同时也认为该区域与注意力有关，且该区域的缺陷在ADHD儿童中普遍存在。考虑到大脑的前额叶区域与注意力有关，并且认为其是对睡眠质量差反应最敏感的大脑区域，所以注意力特别容易受到睡眠质量的影响。Waldon等^［20］研究发现ADHD儿童会表现出更明显的睡眠质量差和注意力差，同时睡眠质量越差，注意力也越差，且ADHD儿童的注意力会受到睡眠质量的影响，其影响程度比典型发育期的同龄儿童更为明显。

同时本研究结果表明，ADHD儿童的工作记忆得分与症状呈负相关，说明ADHD儿童的工作记忆越差，其症状就越严重。这与Campez等^［21］的研究结果一致。同时多个研究证明工作记忆训练可以改善ADHD儿童的症状程度^［22-23］。Irwin等^［24］研究显示较低的工作记忆可以预测更显著的ADHD注意力不集中和多动/冲动症状的表现，本研究结果与之一致。目前本研究支持工作记忆会影响ADHD儿童的症状的说法。也就是说工作记忆越差，ADHD儿童表现的症状越严重。

本研究进一步探讨了睡眠质量与工作记忆的关系，发现ADHD儿童工作记忆与PSQI总分呈负相关，这表明睡眠质量越差，工作记忆受损越重。此结果与McCann等^［25］的研究结论一致。睡眠质量问题与前额叶功能受损有关，而前额叶也是工作记忆功能受损的主要区域。Torgalsbøen等^［26］研究表明工作记忆有困难的儿童尤其容易出现临床上明显的多动症症状。本研究结果也在一定程度上支持了睡眠质量在ADHD儿童工作记忆研究中的重要意义。

中介效应分析结果表明，ADHD儿童的睡眠质量不仅直接正向预测ADHD的症状，还能通过工作记忆间接预测ADHD的症状，即ADHD儿童的睡眠质量越差，工作记忆得分越低，其ADHD的症状也越严重。Maquet^［27］研究提到，睡眠创造了不同于清醒时的大脑功能环境，而这个过程有利于大脑可塑性，从而提高学习和记忆能力。而在睡眠质量影响工作记忆的同时，工作记忆也对ADHD儿童的症状产生影响。多项研究表明，ADHD患儿存在广泛的工作记忆损害，工作记忆损害与患儿学习效率和学业表现有明显相关趋势，影响其临床症状及疾病的预后^［28］。前额叶背外侧区是记忆形成和巩固的重要区域，进一步研究显示睡眠会对前额叶背外侧区功能连接造成影响，而前额叶的缺陷在ADHD儿童中普遍存在，这可能是睡眠影响工作记忆，从而影响ADHD临床症状的机制之一。良好的睡眠质量对儿童中枢神经系统的建立与成熟，以及维持人体正常的生理、心理活动与健康，均有着较好的促进作用。完整的工作记忆是儿童认知发展的关键，因此，在临床诊治ADHD儿童时，需要高度关注ADHD儿童的睡眠质量问题，可通过运动、音乐放松等方式改善其睡眠质量；同时加强对ADHD的工作记忆训练，提高其工作记忆的能力，能有效地改善其症状的严重程度，从而为ADHD儿童的治疗、预后及社会功能的提高提供有效的帮助。

利益冲突声明

本研究无经济利益或其他因素导致的利益冲突。