وثّقت العديد من الدراسات الارتباط بين النوم والأداء الإدراكي والصحة العقلية عند الأطفال، ورغم أن الآليات العصبية وراء ذلك لم تكن معروفة، إلا أن الدراسات التصويرية الحديثة للدماغ وفرت اليوم طرقًا جديدة للتفسير.وقد أجريت دراسة حديثة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لأكثر من 11 ألف طفل، تتراوح أعمارهم بين 9 و11 عامًا، من 21 مركزًا في الولايات المتحدة الأمريكية بمجموعة واسعة من الخصائص الجغرافية والاجتماعية والاقتصادية والعرقية والصحية، وقبل التصوير أكمل الآباء دراسة استقصائية سألتهم عن مدة نوم أطفالهم و10 مجالات مختلفة من مشاكل الصحة العقلية، ومن ثم تم تقييم الأطفال بمقاييس موحدة، ثم تم مسح ما يقرب من نصف العيّنة مرة أخرى بعد عام.فوجد الباحثون أنه من بين جميع مجالات الصحة العقلية، كان الاكتئاب أكثر صلة بالنوم، فالأطفال الذين حصلوا على فترة أطول من النوم أظهروا درجة أقل من الاكتئاب ودرجات أعلى في الإدراك، وقضوا وقتًا أقل أمام شاشات الهواتف وأجهزة الكمبيوتر وما إلى ذلك، كما أبلغوا عن شعور أكبر بالأمان والسلامة في منازلهم وأحيائهم.وفي الأطفال الذين ينامون أقل، أظهر التصوير بالرنين أحجامًا أصغر في العديد من مناطق المخ، بما في ذلك القشرة الأمامية المدارية، القشرة المخية قبل الجبهية، القشرة الصدغية، والتلفيف فوق الحرقفي...، كما ارتبطت الدرجات المعرفية المنخفضة أيضًا بمناطق وأحجام أصغر في القشرة الحزامية الأمامية والخلفية، القشرة الأمامية المدارية، القشرة الصدغية، التلفيف الجداري السفلي، المهاد...وخلال الدراسة الطولية أظهر الأطفال (الذين أظهروا المزيد من مشكلات الصحة العقلية عند التقييم لأول مرة) مدة نوم أقل بعد عام، وهذه النتيجة تسلط الضوء على الطبيعة ثنائية الاتجاه للعلاقات بين النوم والصحة العقلية، فسوء النوم يهدد الصحة العقلية، ومشاكل الصحة العقلية بدورها تؤدي إلى ضعف النوم، مع التأكيد على وجود ارتباطات وتأثيرات قوية وطويلة الأمد.وتجدر الإشارة إلى أن هذه الدراسة هي الأولى من نوعها التي تحتوي على عيّنة كبيرة ومتنوعة للغاية لإظهار الاختلافات في بنية الدماغ للأطفال الذين لديهم نوم أقصر أو أطول ليلًا، وقد أظهرت الدراسات التي أجريت مع كل من البالغين والأطفال أهمية النوم للتعلم وتوحيد الذاكرة وتنظيم العواطف، وهذا الدليل الجديد يعزز فهمنا للأسس البيولوجية لهذه العلاقات، فالنوم الكافي مهم في جميع الأعمار، لكن النوم الجيد أثناء الطفولة عندما يتطور المخ أمر بالغ الأهمية لتحقيق النتائج المثلى.