睡眠和觉醒医学知识培训专家讲座

睡眠与觉醒（1）生理学及神经生物学教研室李博年9月睡眠和觉醒医学知识培训第1页动作电位是脑内唯一能够快速远距离传递信号神经元相互结合成电网络，同时也可按某种节律同时放电群电活动能够经过表面或深部电极加以统计睡眠和觉醒医学知识培训第2页脑内电信号有膜电位动作电位突触后电位……睡眠和觉醒医学知识培训第3页我们一生中1/3时间将在睡眠中度过吃饭和娱乐会占据另外1/3时间在剩下1/3生命中童年和各种教育占据1/3老年时期占据另外1/3所以，只有大约1/9生命，不足10年时间用于有效工作睡眠和觉醒医学知识培训第4页睡眠大部分时间都被浅睡或梦境占据通常在整个夜晚只有不足30min是真正深度睡眠实际上，我们在所谓清醒白天也极少有真正清醒、没有做白日梦或注意力分散时候所以，我们很有必要了解睡眠与觉醒睡眠和觉醒医学知识培训第5页脑电图（electroencephalogram,EEG）脑电活动:自发脑电活动(spontaneouselectricactivity)脑电活动:皮层诱发电位(evokedcorticalpotential)人睡眠能够按照EEG分期睡眠和觉醒医学知识培训第6页需要掌握内容:掌握自发脑电活动，诱发脑电活动概念了解脑电图和皮层诱发电位统计方法了解脑电图和皮层诱发电位波形特征了解脑电图和皮层诱发电位形成机制睡眠和觉醒医学知识培训第7页脑电图（electroencephalogram,EEG）用特殊电子仪器描记自发脑电活动曲线。or经过放置在头皮表面多个电极所统计到一组场电位。睡眠和觉醒医学知识培训第8页HansBerger1873-1941Telepathy(心电感应，通灵术)

精神病学和神经病学医生1924年，首次统计到人EEG睡眠和觉醒医学知识培训第9页国际标准10–20系统(Jasper,1958)EEG统计——电极放置

引导电极：额叶，枕叶等基础电极（无关电极）:耳垂，鼻尖等接地电极：睡眠EEG统计：+EOG;EMG睡眠和觉醒医学知识培训第10页国际标准10-20系统：电极安放示意图睡眠和觉醒医学知识培训第11页EEG参数——正常波形睡眠和觉醒医学知识培训第12页EEG参数——频率定义：单位时间(秒)内波个数单位:赫兹(Herz,Hz)EEG频率分类波:7.5-13Hz波:14-30Hz波:3.5-7.5Hz波:0.4-3Hz睡眠和觉醒医学知识培训第13页种类频率(Hz)波幅(uV)主导时期Alpha7.5-1320-60清醒、放松Beta14-302-20思维活动Theta3.5-7.520-100儿童支配频率，在成人随困倦和注意而增加Delta0.4-320-200深睡，婴儿支配频率EEG参数——波幅睡眠和觉醒医学知识培训第14页α波阻断（αblock）α波在清醒、平静并闭眼情况下出现，睁开眼睛或者接收其它刺激时，马上消失并展现快波（β波），这一现象称为α波阻断。睡眠和觉醒医学知识培训第15页正常变异

病理波形睡眠和觉醒医学知识培训第16页人工假相:技术问题或外部干扰所致，普通较为短暂可能因电极移动、接触不良、肌肉或头部运动、出汗等造成睡眠和觉醒医学知识培训第17页不一样生理状态下EEG有改变EEG与运动功效成人:无必定联络儿童:脑电高频者fastreactiontime反应时间较短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IQ没有必定关系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睡眠和觉醒医学知识培训第18页EEG与感觉听觉区分任务难度增加时波抑制增加EEG与注意

当任务不要求注意环境时,(比如心算)比要求注意环境时顶叶波增加EEG与其它生理改变当血糖、体温、糖皮质激素处于低水平时，或者动脉血氧分压处于高水平时，α波频率减慢癫痫睡眠障碍脑肿瘤病理情况下EEG改变：睡眠和觉醒医学知识培训第19页(wikipedia)EEG统计——癫痫诊疗睡眠和觉醒医学知识培训第20页计算机辅助下EEG分析生成脑电地形图三维重构影像进行功率谱分析以及其它许多分析EEG脑地形图睡眠和觉醒医学知识培训第21页绘制意识之图睡眠和觉醒医学知识培训第22页定量（数字化）EEG模/数转换(A/Dconverter)采样间隔(samplingtimeinterval):0.005-0.01s实时(realtime)统计定量EEG:可用于显示、滤波、频率及波幅分析、以及彩色地形图睡眠和觉醒医学知识培训第23页功率谱分析

将脑电波幅随时间改变转变为功率随时间改变睡眠和觉醒医学知识培训第24页自发脑电活动(spontaneouselectricactivity)在无显著刺激情况下，大脑皮层能经常自发地产生节律性电位改变，这种电位改变成为自发脑电活动。睡眠和觉醒医学知识培训第25页EEG本质！大群神经元同时放电

锥体细胞在皮层排列整齐，树突相互平行并垂直与皮层，同时电活动易发生总和而形成强大电场，从而改变皮层表面电位。

大量皮层神经元同时电活动则依赖于皮层与丘脑之间交互作用，一定同时节律非特意投射系统活动，可促进皮层电活动同时化睡眠和觉醒医学知识培训第26页两种可能同时性机制中心指挥型

凑鸣曲型神经元之间相互激活或抑制睡眠和觉醒医学知识培训第27页简单环路即可产生节律性：睡眠和觉醒医学知识培训第28页甚至单个细胞也会在外来刺激下产生节律性睡眠和觉醒医学知识培训第29页当前认为，神经细胞内在特征(intrinsicproperties)及其相互间突触连接决定了神经网络振荡特征睡眠和觉醒医学知识培训第30页皮层诱发电位(Evokedcorticalpotential，EP)指感觉传入系统或者脑某一部位受刺激时，在皮层某一局限区域引发电位改变。或者是指对神经系统某一特定部位(包含从感受器到大脑皮层)给予相宜刺激，或使大脑对刺激(正性或负性)信息进行加工，在该系统和脑对应部位产生能够检出、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相生物电反应。睡眠和觉醒医学知识培训第31页EP组成：主反应为一先正后负电位改变，在大脑皮层投射有特定中心区，出现在潜伏期之后，与刺激有锁时关系。潜伏期长短取决于刺激部位离皮层距离，神经纤维传导速度，和所经过突触数目等次反应跟随主反应之后扩散性续发反应，可见于皮层广泛区域，即在大脑皮层无中心区，与刺激亦无锁时关系。后放主次反应之后一系列正相周期性电位波动。睡眠和觉醒医学知识培训第32页躯体感觉诱发电位(somatosensoryevokedpotential,SEP)听觉诱发电位(auditoryevokedpotential,AEP)视觉诱发电位(visualevokedpotential,VEP)

睡眠和觉醒医学知识培训第33页事件相关电位（Event-relatedpotential,ERP）

是人对外界或环境刺激心理反应,ERP主要研究认知过程中大脑神经电生理改变，即探讨大脑思维轨迹睡眠和觉醒医学知识培训第34页EP/ERP分类外源性刺激相关诱发电位（EP)感觉（视觉、听觉、躯体感觉）运动内源性事件相关诱发电位（ERP)记忆和思维相关电位语言相关电位准备或与其相关睡眠和觉醒医学知识培训第35页EP/ERP特征空间特征:只能在特定空间范围内检测到时间特征:含有特定波形和强度分布相位特征:刺激和反应之间存在锁时(time-locked)关系睡眠和觉醒医学知识培训第36页EP/ERP起源大部分源于大脑皮层,因为皮层神经元有特殊层状排列部分可能反应了脑干神经元活动EP/ERP均反应了脑内神经元群体活动睡眠和觉醒医学知识培训第37页EP/ERP采集：平均策略平均技术原理因为刺激与主反应之间存在锁时关系而诱发电位其它成份与自发脑电均与刺激不呈锁时关系屡次叠加能够凸显主反应再除以叠加次数睡眠和觉醒医学知识培训第38页听觉皮层诱发电位（AEP）睡眠和觉醒医学知识培训第39页听觉皮层诱发电位（AEP）主要用于耳科学用于各种听觉检测中用于了解听神经及脑干通路活动用于诊疗影响这些通路功效性或结构性疾病睡眠和觉醒医学知识培训第40页运动诱发电位(MEP)睡眠和觉醒医学知识培训第41页运动诱发电位(MEP)在运动区及其传出通路上施加电或磁刺激在下游通路上统计诱导电位客观定量反应中枢运动功效睡眠和觉醒医学知识培训第42页ERP与EP区分ERP研究中要求被试者主动参加用于ERP研究刺激不能单调最少需要两种模式、序列或种类刺激ERP外源性成份与刺激物理性质相关,而内源性成份(如P300,N400等)则与认知活动相关睡眠和觉醒医学知识培训第43页ERP临床解释首先建立正常值数据库了解各种参数生理学和病理生理学意义潜伏期:反应传导功效幅度:参加放电神经元成份缺失:严重损伤存在深入还需研究EP活动起源睡眠和觉醒医学知识培训第44页ERP多通道统计ERP长于说明事件在脑内发生时刻，却无法有效地说明他们发生位置睡眠和觉醒医学知识培训第45页summaryEP/ERP能够反应视网膜，视觉通路，内耳，听神经，脑干，外周神经，脊髓后索，感觉皮质以及上下运动神经元各种病变，事件相关诱发电位则用以判断患者注意力和反应能力。诱发电位含有高度敏感性，对感觉障碍能够进行客观评定，对病变能进行定量判断。对心理精神领域可进行一定检测，故当前广泛应用于对精神系统病变早期诊疗，病情随访，疗效判断，预后评定，神经系统发育情况评定以及帮助判断昏迷性质和脑死亡等，但必须结合临床资料判断，然而不在相关神经传导通路中病变，不能发觉异常。睡眠和觉醒医学知识培训第46页睡眠与觉醒EEG分期睡眠与觉醒——两种不一样功效状态觉醒状态：与环境有主动感觉运动联络，产生复杂适应行为睡眠状态：联络减弱或消失，伴有躯体和植物性功效改变睡眠与觉醒是以自然昼夜为周期生理活动

研究方法:EEG,EOG.EMG人类对睡眠认识——从行为学观察到EEG睡眠和觉醒医学知识培训第47页约日节律/昼夜节律与24小时自然昼夜交替大致同时人一生中睡眠觉醒周期始于出生时，随年纪增加而改变新生儿一昼夜多个周期（60-90min）儿童两个周期（午睡与夜间睡眠）成年人一个周期（与昼夜交替大致同时）睡眠和觉醒医学知识培训第48页睡眠觉醒周期由身体内部生物钟决定

曾经推测:由昼夜节律决定被动反应当下认识:与外界环境隔离受试者睡眠与觉醒周期依然存在，但延长至25小时睡眠觉醒周期节律是独立与外界，并与其它生理戒律无依从关系内部节律脑内在节律生物钟，在正常情况下接收自然界明暗改变，并将内在节律与自然界昼夜节律同时起来睡眠和觉醒医学知识培训第49页发觉REM睡眠分期之前——Loomis分期（5期）A期：觉醒期B期：入睡期C期：浅睡期D期：中等度睡眠期E期：深睡眠期睡眠和觉醒医学知识培训第50页发觉REM睡眠后——睡眠EEG分为1、2、3、4阶段，成为公认分期：阶