9睡眠和觉醒的生理学.ppt.ppt

睡眠和觉醒的生理心理学,心理学教研室,一、脑电活动,自发脑电活动：无明显刺激，大脑皮层自发产生的经常性节律性电位变化皮层诱发电位：传入系统或脑某一部位受刺激时，皮层某一局限区域引出的电位变化,脑电图,脑电图：在头皮表面记录的自发脑电活动皮层电图：直接从皮层表面记录的电位变化,波梭形：清醒、闭目、安静时波出现的持续1-2s由小变大，又由大变小的变化。,波阻断：当受试者睁眼或接受刺激时波消失并转为快波，称为波阻断。,同步化与去同步化当大脑皮层神经元的活动趋向步调一致时,出现低频高幅慢波,称为同步化。如波就是一种同步化波。当大脑皮层神经元的活动步调不一致时，出现高频低幅快波，称为去同步化。如波阻断后出现的波，就是一种去同步化波。,脑电波的形成机制皮层表层的电位变化是大量皮层神经元突触后电位同步总和形成的，其中锥体细胞同步发生的突触后电位的总和起重要作用。,皮层神经元的同步化节律来源于丘脑，是皮层神经元与丘脑非特异投射系统之间的交互作用，一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动，促进了皮层电活动的同步化。对轻度麻醉动物的髓板内核群施加8-12次/s的节律性电刺激，在皮层会引导出类似波的脑电活动中度麻醉动物，即使无感觉刺激，皮层也会出现8-12次/s的类似波的自发脑电活动，切断皮层与丘脑之间的纤维联系，该类电活动减少,以60次/s的节律性电刺激来刺激丘脑非特异投射系统，干扰丘脑非特异投射系统与皮层神经元之间的同步化联系，脑电图出现去同步化快波，引起波阻断。,二、睡眠-觉醒周期及其阶段,睡眠-觉醒周期：在整个睡眠期间，转化46次，越接近睡眠后期，异相睡眠持续时间越长睡眠周期历时8090min，（婴儿约60min）异相睡眠（2030min），慢波睡眠（60min）,睡眠-觉醒周期,睡眠时相的转换慢波睡眠和快波睡眠均可转为觉醒状态入睡必须先慢波睡眠开始睡眠时间：婴儿超过16h，学龄前儿童要睡足10h，12-17岁需9h，青年期需8h，成人7-8h，老年人5-7h快波睡眠时间：婴儿占总睡眠时间的一半；成人占总睡眠时间的1/4；老年人占总睡眠时间的1/5慢波睡眠4期随年龄增加而减少,二、睡眠-觉醒周期及其阶段,睡眠-觉醒的阶段：慢波睡眠(slowwavesleep,sws)快波睡眠(fws),慢波睡眠(slowwavesleep,sws)脑电图呈同步化慢波；视、嗅、听、触等感觉功能暂时减退；骨骼肌反射活动和肌紧张减弱；副交感神经功能活动占优势：如血压、心率、尿量、体温、代谢、瞳孔缩小、呼吸变慢、胃液分泌、发汗功能等。意义：生长素分泌增加，有利于促进生长和体力恢复。,慢波睡眠的四个时相：入睡期-10m：波，波浅睡期-15m：(的变异)波背景上的-复合波(和)中度睡眠期-15m：出现高幅波深度睡眠期：连续的高幅波,快波睡眠fws（异相睡眠ps，快动眼睡眠rem）脑电图呈去同步化快波（不规则的波）各种感觉功能进一步减退，唤醒阈提高骨骼肌反射活动和肌紧张进一步减弱，几乎完全松弛有间断的阵发性表现：如眼球快速运动、部分躯体抽动、血压升高、心率加快、呼吸不规则等做梦,意义：异相睡眠是必需的生理活动过程异相睡眠期间，生长素分泌虽减少，但脑内蛋白质合成加快，有利于幼儿神经系统的成熟，新突触联系的建立，促进精力的恢复异相睡眠期间有间断的阵发性表现，易导致某些疾病（如心绞痛、哮喘、脑血管病等）的发作,三、生物节律,生物节律(biorhythm)：机体功能按一定时间顺序发生的周期性变化生物节律按频率高低分为：高频节律：低于一天，如心动周期、呼吸周期等中频节律：即日周期，如体温变化、某些激素的分泌等低频节律：长于一天，如月经周期。下丘脑视交叉上核可能是生物节律日周期的控制中心。,生物钟：控制生物节律的内在时钟。,生物钟及其生理机制,视网膜：感受环境光环境节律线索松果体：分泌褪黑素，影响机体生理节律视交叉上核（scn）：形成内在固有节律腺苷及其受体等：内源睡眠促动因子奥利新（orexins）及其受体等：唤醒通路的调节,生物节律的基因机制,period(per)、timeless(tim)基因早晨表达少量蛋白质，白天蛋白质合成增加晚上高水平的蛋白质引起睡眠；反馈抑制基因的表达夜间基因表达停止，蛋白质浓度下降视觉的信息改变视交叉上核基因的表达,生物钟及其生理机制,生物钟：控制生物节律的内在时钟。什么是生物节律的产生部位生物节律的产生机制生物节律与环境节律的关系,二、睡眠与觉醒的神经机制,维持觉醒的神经机制脑干的上行激活系统释放乙酰胆碱和谷氨酸,通过丘脑和基底前脑引起皮层的广泛唤醒其他脑区蓝斑：睡眠时不被激活,清醒时对有意义事件作出反应黑质-纹状体：觉醒的维持和行为的激活唤醒：觉醒、特殊刺激的指向注意、储存刺激的准备状态,维持觉醒的神经机制,脑干的上行网状激活系统通过丘脑和基底前脑-广泛的皮层唤醒ach,glu其它脑区蓝斑-ne系统:有意义事件反应,储存信息黑质-纹状体-da系统:探究行为基底前脑-ach系统:学习和记忆功能,睡眠的神经机制,巴普洛夫的睡眠理论睡眠的本质是神经系统高级部位的普遍抑制作用睡眠与内抑制不同与睡眠有关的脑结构间脑存在睡眠中枢延髓至中脑存在调节睡眠和觉醒的脑中枢中缝核（5-ht）引起慢波睡眠，蓝斑核（ne）引起快波睡眠，下丘脑腹侧视前核（gaba）是睡眠总开关,睡眠的神经机制,调节慢波睡眠和快波睡眠的神经结构慢波睡眠的神经机制关键结构：中缝核，孤束核，视前区，基底前脑快慢波睡眠的神经机制关键结构：脑桥大细胞区，蓝斑中尾部，外侧膝状体，延髓网状大细胞核,睡眠所涉及到的中枢神经系统结构和神经介质（1）,结构：rem睡眠：脑干（蓝斑、背盖背侧核、大脑角）nrem睡眠：前脑基底部、丘脑、丘脑下部、孤束核,睡眠所涉及到的中枢神经系统结构和神经介质（2）,神经介质：诱导睡眠：5-ht、去甲肾上腺素觉醒：乙酰胆碱（中断睡眠）、多巴胺（抑制rem睡眠）其它睡眠因子：诱导肽（dsip）、白介素-1、肿瘤坏死因子腺嘌呤核苷、前列腺素-d,-睡眠所涉及到的中枢神经系统结构和神经介质,中缝核头部,中缝核尾部,nrem睡眠,5-ht+,蓝斑中后部,5-ht+,na,rem睡眠,na+,慢波睡眠的关键结构,中缝核：破坏80%导致失眠，脑内5-ht含量与睡眠相关孤束核：低频电刺激，脑电低频、高幅，同步化，伴睡眠行为；刺激内脏神经，脑电同步化视前区：对慢波睡眠至关重要，损毁导致失眠，数日后死亡基底前脑对慢波睡眠有重要作用，刺激30s，脑电同步，随后出现睡眠行为,快波睡眠的关键结构,快波睡眠复杂，包含较多的生理心理成分：眼动、pgo波，肌张力完全丧失，心率呼吸改变，梦境脑高位结构：与脑电同步化呈现、pgo波出现有关低位脑干：与肌张力丧失有关脑桥大细胞区（快波睡眠的开关细胞）：快波睡眠时增加发放频率，单位发放伴随眼动、pgo波，肌张力丧失蓝斑头部（快波睡眠的闭细胞）：快波睡眠时减慢发放频率，pgo波起源与中部蓝斑核外膝体枕叶皮层。外膝体：具有快波睡眠眼动的命令功能，实现眼动方向读出的神经信息的编码的功能,快波睡眠的关键结构,复杂，包含较多的生理心理成分：眼动、pgo波，肌张力完全丧失，心率呼吸改变，梦境脑桥大细胞区蓝斑中尾部外侧膝状体延髓网状大细胞核,睡眠引起,降低觉醒水平降低身体核心温度减少外界刺激抑制唤醒系统,神经与睡眠递质,第三节睡眠的功能与睡眠剥夺,睡眠的功能消除疲劳，恢复体力保存能量适应生态的需要促进身体生长和脑的发育对记忆的影响,睡眠的剥夺,剥夺的方式全部睡眠剥夺选择性睡眠剥夺部分睡眠剥夺,睡眠全部剥夺的后果,全部剥夺72h：错觉、幻觉、行走不稳、甚至妄想全部剥夺200h：症状加剧睡眠全部剥夺后有补偿性返回现象睡眠全部剥夺后有一次足够的睡眠就可以明显恢复,快波睡眠剥夺的后果,多数有轻微短暂的个性改变，激惹、焦虑、注意力不集中。食欲和体重增加快波睡眠剥夺后有快波睡眠的增加,第四节睡眠与觉醒的功能失调,睡眠障碍的原因心理因素：情绪兴奋，紧张，焦虑或抑郁生理状态环境因素睡眠障碍种类失眠睡眠过度觉醒障碍,失眠,失眠的种类入睡困难保持睡眠困难早醒,失眠,失眠的原因心理因素环境与外在因素疾病和药物的影响生物节律异常镇静药物依赖,睡眠呼吸暂停,失眠的一个特殊原因9秒以上的呼吸暂停醒后不清醒感，夜间出