七、睡眠和觉醒课件

睡眠和觉醒的生理学机制Beforewestart…动作电位是脑内唯一可以快速远距离传递的信号神经元相互结合成神经网络，同时也可按某种节律同步放电群电活动可以通过表面或深部电极加以记录BrainisElectric……脑内的电信号有膜电位动作电位突触后电位Andalotmore……我们一生中1/3的时间将在睡眠中度过吃饭和娱乐也会占据另外的1/3时间在剩余1/3的生命中童年和各种教育占据1/3老年时期占据另外1/3因此，只有大约1/9的生命，大约不足10年时间，可以用于有效的工作Beforewestart…睡眠的大部分时间都被浅睡或梦境占据通常在整个夜晚，真正的深睡眠时间很少因此我们有必要了解下述两类过程睡眠和觉醒梦与非梦本章内容脑电波睡眠的时相及其特点觉醒和睡眠的神经机制睡眠的功能睡眠觉醒关系失调脑的电活动

自发脑电波

:无

外来刺激皮层经常具有的持续的节律性电位变化

皮层诱发电位

受到某种刺激后在皮层某一局限部位产生的电位变化

EEG简介EEG的定义通过放置在头皮表面的多个电极所记录到的一组场电位（脑电活动）Dr.HansBergerHistoryofEEGDr.HansBerger,奥地利精神病学家首次记录人体脑电二十世纪20年代早期，利用移动感光纸和闪动光点记录脑电，发现每秒10次的常规波动由于这是他第一个从人类EEG中分离出来的波，他将此波动命名为波HistoryofEEGDr.HansBerger二十世纪30年代，首先命名了波和波第一个采用EEG作为脑电图的缩写名称提出波幅度小于波指出波与集中注意力和惊跳反应有关

ElectroencephalographyHistoryofEEGDr.HansBerger1931年，发现波在睡眠、全身麻醉、使用可卡因等情况下消失发现脑损伤造成颅内高压的患者波幅度减低发现癫痫患者的高幅脑电波发现Alzheimer‘s病和多发性硬化患者存在EEG改变HistoryofEEGDr.HansBerger发现癫痫病人在发作后脑波几乎变平；波随着意识的恢复而恢复脑波在出生两月后才出现，与脑内神经元髓鞘化的过程一致EEG的本质EEG的记录参考电极单极与双极记录遥控EEG记录24小时跟踪EEG与基础研究EEG与运动功能成人:无肯定的关系儿童:脑电高频者fastreactiontime较短EEG与情绪正性情绪时左侧额叶EEG活动增加负性情绪时右侧额叶EEG活动增加EEG与基础研究EEG与IQ没有肯定的关系EEG与感觉听阈在波较强时比其它时候更低(听觉更敏锐)刺激复杂性增加时波抑制增加EEG的临床应用癫痫由于神经元混沌式活动导致的惊厥睡眠障碍脑肿瘤EEG的参数：频率定义：单位时间(秒)内波的个数单位:赫兹(Herz,Hz)EEG频率的分类波:8-13Hz波:14-30Hz波:4-7Hz波:0.5-3HzEEG的参数：波幅总结：自发脑电波EEG分类α波

正常人安静，清醒，闭目状态下出现;枕叶，顶叶最显著;低频高幅;表示皮层细胞处于静息状态

α阻断：睁眼，思考，接受刺激时可转变为β波

β波：正常人睁眼，接受刺激时可出现;额叶，顶叶最显著;高频低幅;表示皮层处于兴奋

θ波:困倦，入睡出现

δ波：睡眠，深度麻醉，缺氧可出现

种类频率(Hz)波幅(μV)时期Alpha8-1320-100成人清醒、安静、闭眼Beta14-305-20成人活动时Theta4-7100-150少年正常脑电，或成人困倦时Delta0.5-320-200婴幼儿正常脑电，或成人熟睡时EEG分类

α波是处于安静状态下主要的脑电活动，β波是紧张活动下的主要表现，其他两种是睡眠状态下主要电活动的表现。同步化：大脑皮层神经元活动趋于一致，出现低频高幅波形，表示大脑皮层抑制过程加强。去同步化：各神经元活动不一致，出现高频低幅波形，表示皮层兴奋过程加强。

第二节睡眠的时相及其特点一.两种睡眠时相

慢波睡眠（SWS）

快波睡眠（FWS），也称为异相睡眠（ParadoxicalSleep）(一)慢波睡眠：同步化脑电波

1期：低幅电波，频率快慢混合

2期(浅睡期)：低幅电波,出现梭形睡眠波和一些复合波

3期(中睡期)：短暂的高振幅,δ波

4期(深睡期)：大量的δ波

BACK(二)快波睡眠：去同步化脑电波

脑电类似清醒状态的去同步化波,也叫异相睡眠也叫快动眼睡眠（REM），出现眼球的快速运动

PGO波

做梦

二.睡眠时相的生理功能变化

慢波睡眠:1.肌肉张力逐渐降低，2．感觉机能暂时减退，3．交感神经兴奋性降低，副交感兴奋性升高4．可有GH分泌的增多。5．做梦少见，多为噩梦。

特征：休闲的脑和可动的躯体快波睡眠

1.感觉机能进一步减退，2.肌张力进一步降低，3.眼球快速运动，。4.不规则的阵发性呼吸加快，心率加快，血压升高，脑血管扩张5.皮肤温度降低，脑温度升高到觉醒水平6.PGO波出现：脑桥-膝状体-松果体周期性的高振幅放电。7.做梦是重要特征特征：活跃的脑和麻痹的躯体三种功能状态的比较觉醒N-REMREMEEG低电压,快节律高电压,慢节律低电压,快节律感觉形象,来自外部迟钝或缺乏形象,来自内部思维有逻辑,进展性有逻辑,重复性形象;无逻辑,离奇运动持续,随意偶尔,不随意肌瘫痪,脑发出运动指令,但不被执行眼球时常极少常常运动三.两种睡眠状态和梦

REM睡眠中的梦通常具有视觉梦幻的特色

SWS睡眠中的梦多是思维类型

做梦的意义

REM期间唤醒，74%-95%正在做梦；

SWS期间唤醒，0%-51%做梦。REM睡眠时梦是清晰的。慢波睡眠时也有梦，但梦不易回忆，梦中的形象也是模糊的，情绪也少。REM强度与梦的内容有关，多变化的梦较平静的梦与REM的频度有关。-快速眼动和呼吸、循环的变化可能与梦境有关-肌张力和反射活动的极度减弱：无法动弹和叫喊梦与生理睡眠梦与REM睡眠有关的事实的确立,改变了过去的关于梦的观点:

过去:梦少,且从受试者对梦的回忆来判断是否有梦

现代：生理学研究表明,每个人夜间睡眠中(每次的REM睡眠)都可能有梦.但随着REM睡眠转入慢波睡眠后的时间越长,回忆出梦的可能性越少.

梦的意义（2种看法）：使意识或潜意识愿望在幻想世界中得到满足梦是人体的一种基本体力恢复过程的副产物，本身没有什么意义四.睡眠-觉醒周期睡眠周期成人8小时的睡眠一般包括四个周期的交替，每个周期80~90分钟，其中包括异相睡眠20~30分钟，每个周期中的异相睡眠时间逐渐变长

睡眠时相分配50%慢波2期，25%异相睡眠，10%慢波3期，10%慢波4期，5%慢波1期。睡眠中SWS和REM的关系

REM（%）=[SWS（%）—16]/3.2整夜中睡眠EEG各阶段的持续时间及其转化规律睡眠开始后，EEG变化为时期1234，即随着睡眠加深，EEG频率、振幅、波，约需30–45min。然后以相反顺序返回(4321)，此时的阶段1是首次开始出现的快速眼动睡眠(REM)，该时相持续10–20min,再顺序进入时期4。入睡时的时期1及全部2，3，4均为慢波睡眠除入睡的时期1外，其余的阶段1均为快速眼动睡眠两种睡眠状态的周期性交替:

1.一夜中慢波睡眠与REM睡眠周期性交替4-6次,每一周期约90-120min。

2.两次REM睡眠间的时间间隔渐短,但每次的REM睡眠持续时间渐增加。

3.青年人,REM睡眠占总睡眠的20-25%

4.睡眠较深时期(时期3、4)主要在睡眠的前半段,较浅的睡眠时期和REM睡眠主要在睡眠时间的后半,故清晨人易醒来.睡眠各期的循环觉醒状态只能进入SWS；SWS或REM均可直接觉醒。但REM自动觉醒可能性更大(似乎是最浅的睡眠)；REM期环境刺激唤醒阈显著提高(此角度又是最深的睡眠)。觉醒与两种睡眠状态的关系（图）中脑中缝核5－HT脑桥蓝斑核NE蓝斑NE皮质下或皮质内ACh黑质纹状体多巴胺觉醒慢波睡眠异相睡眠脑电觉醒行为觉醒五.睡眠的年龄特征

总时间不同脑电图不同睡眠-觉醒周期也不同

第三节觉醒和睡眠的神经机制

一.巴甫洛夫的经典睡眠理论

睡眠的本质是大脑皮层起源的广泛的内抑制

这样的抑制扩散到皮层下结构的过程，也就是觉醒到完全睡眠的转变过程

梦是内外环境刺激引起的皮层细胞局部的兴奋活动

二.维持觉醒的神经机制

脑干网状结构上行激活系统

该激活系统是ACh为递质的

蓝斑的去甲肾上腺素系统也参与调控脑电觉醒，而黑质-多巴胺系统维持行为觉醒

三.睡眠的神经机制

脑干的睡眠诱导区:主要位于脑桥中央和延髓尾侧之间的一些区域，包括中缝核，孤束核，蓝斑，网状结构背侧的一些神经元,构成网状结构上行抑制系统.睡眠和神经递质去甲（NE），5-羟色胺（5-HT），乙酰胆碱（ACH），多巴胺（DA）视交叉上核在昼夜节律转换中的生物钟作用影响着睡眠和觉醒的周期，主要作用于觉醒和慢波睡眠的节律关系

。中脑中缝核5－HT脑桥蓝斑核NE蓝斑NE皮质下或皮质内ACh黑质纹状体多巴胺觉醒慢波睡眠异相睡眠脑电觉醒行为觉醒觉醒与睡眠相关递质觉醒脑电行为脑电行为ACh神经元蓝斑中缝核黑质慢波睡眠快波睡眠AChNEDA5-HT抑制肌紧张眼球快速运动PGO波REM(触发)（执行）觉醒睡眠与神经递质的关系兴奋抑制睡眠/觉醒与中枢主动活动-VI视交叉上核：昼夜节律的生物钟明暗变化可将近日节律变成日节律损毁下丘脑可消除日节律切断视束或视交叉尾侧，光照仍可继续导致睡眠/觉醒周期提示存在视网膜－下丘脑直接通路（视网膜－下丘脑束）基本生物钟位于下丘脑视交叉上核接受视网膜直接输入和中缝核纤维投射损毁可取消内源性行为和激素分泌的昼夜节律日节律第四节睡眠的功能

一.睡眠剥夺对身心行为的影响

可以分为全睡眠剥夺，部分睡眠剥夺，选择性睡眠剥夺

心理活动障碍焦虑，易怒，不友好，注意力分散，记忆力降低等生理活动障碍

肌张力降低，体温下降，短期剥夺可以出现CNS兴奋性增高，心率血压呼吸改变。睡眠异常

连续剥夺睡眠几天后,REM增加，同时SWS4也增加,PGO波异常二.睡眠的功能

睡眠的保护性作用

1.适应生存

2.消除疲劳，保存能量

促进某些激素分泌:GH,PRL,LH促进脑的发育的作用

对记忆的作用

1.慢波睡眠：有利于促进生长、能量贮存和体力恢复2.REM睡眠：促进儿童神经系统(特别是脑)的发育;

促进学习记忆;

促进精力恢复与情绪稳定.

睡眠的功能（总结）睡眠对GH分泌的影响REM睡眠与神经系统发育成熟个体发生过程中，与成熟有关的睡眠表现在REM睡眠和慢波睡眠阶段4REM睡眠：出生前在子宫内已有，出生时8小时，青春期只有1.5-1.7小时慢波睡眠阶段4：从胚胎发育到中年呈指数下降，60岁后可消失。REM睡眠时的氧耗量比觉醒状态