七、睡眠和覺醒課件

睡眠和覺醒的生理學(xué)機制Beforewestart…動作電位是腦內(nèi)唯一可以快速遠距離傳遞的信號神經(jīng)元相互結(jié)合成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，同時也可按某種節(jié)律同步放電群電活動可以通過表面或深部電極加以記錄BrainisElectric……腦內(nèi)的電信號有膜電位動作電位突觸后電位Andalotmore……我們一生中1/3的時間將在睡眠中度過吃飯和娛樂也會占據(jù)另外的1/3時間在剩余1/3的生命中童年和各種教育占據(jù)1/3老年時期占據(jù)另外1/3因此，只有大約1/9的生命，大約不足10年時間，可以用于有效的工作Beforewestart…睡眠的大部分時間都被淺睡或夢境占據(jù)通常在整個夜晚，真正的深睡眠時間很少因此我們有必要了解下述兩類過程睡眠和覺醒夢與非夢本章內(nèi)容腦電波睡眠的時相及其特點覺醒和睡眠的神經(jīng)機制睡眠的功能睡眠覺醒關(guān)系失調(diào)腦的電活動

自發(fā)腦電波

:無

外來刺激皮層經(jīng)常具有的持續(xù)的節(jié)律性電位變化

皮層誘發(fā)電位

受到某種刺激后在皮層某一局限部位產(chǎn)生的電位變化

EEG簡介EEG的定義通過放置在頭皮表面的多個電極所記錄到的一組場電位（腦電活動）Dr.HansBergerHistoryofEEGDr.HansBerger,奧地利精神病學(xué)家首次記錄人體腦電二十世紀20年代早期，利用移動感光紙和閃動光點記錄腦電，發(fā)現(xiàn)每秒10次的常規(guī)波動由于這是他第一個從人類EEG中分離出來的波，他將此波動命名為波HistoryofEEGDr.HansBerger二十世紀30年代，首先命名了波和波第一個采用EEG作為腦電圖的縮寫名稱提出波幅度小于波指出波與集中注意力和驚跳反應(yīng)有關(guān)

ElectroencephalographyHistoryofEEGDr.HansBerger1931年，發(fā)現(xiàn)波在睡眠、全身麻醉、使用可卡因等情況下消失發(fā)現(xiàn)腦損傷造成顱內(nèi)高壓的患者波幅度減低發(fā)現(xiàn)癲癇患者的高幅腦電波發(fā)現(xiàn)Alzheimer‘s病和多發(fā)性硬化患者存在EEG改變HistoryofEEGDr.HansBerger發(fā)現(xiàn)癲癇病人在發(fā)作后腦波幾乎變平；波隨著意識的恢復(fù)而恢復(fù)腦波在出生兩月后才出現(xiàn)，與腦內(nèi)神經(jīng)元髓鞘化的過程一致EEG的本質(zhì)EEG的記錄參考電極單極與雙極記錄遙控EEG記錄24小時跟蹤EEG與基礎(chǔ)研究EEG與運動功能成人:無肯定的關(guān)系兒童:腦電高頻者fastreactiontime較短EEG與情緒正性情緒時左側(cè)額葉EEG活動增加負性情緒時右側(cè)額葉EEG活動增加EEG與基礎(chǔ)研究EEG與IQ沒有肯定的關(guān)系EEG與感覺聽閾在波較強時比其它時候更低(聽覺更敏銳)刺激復(fù)雜性增加時波抑制增加EEG的臨床應(yīng)用癲癇由于神經(jīng)元混沌式活動導(dǎo)致的驚厥睡眠障礙腦腫瘤EEG的參數(shù)：頻率定義：單位時間(秒)內(nèi)波的個數(shù)單位:赫茲(Herz,Hz)EEG頻率的分類波:8-13Hz波:14-30Hz波:4-7Hz波:0.5-3HzEEG的參數(shù)：波幅總結(jié)：自發(fā)腦電波EEG分類α波

正常人安靜，清醒，閉目狀態(tài)下出現(xiàn);枕葉，頂葉最顯著;低頻高幅;表示皮層細胞處于靜息狀態(tài)

α阻斷：睜眼，思考，接受刺激時可轉(zhuǎn)變?yōu)棣虏?/p>

β波：正常人睜眼，接受刺激時可出現(xiàn);額葉，頂葉最顯著;高頻低幅;表示皮層處于興奮

θ波:困倦，入睡出現(xiàn)

δ波：睡眠，深度麻醉，缺氧可出現(xiàn)

種類頻率(Hz)波幅(μV)時期Alpha8-1320-100成人清醒、安靜、閉眼Beta14-305-20成人活動時Theta4-7100-150少年正常腦電，或成人困倦時Delta0.5-320-200嬰幼兒正常腦電，或成人熟睡時EEG分類

α波是處于安靜狀態(tài)下主要的腦電活動，β波是緊張活動下的主要表現(xiàn)，其他兩種是睡眠狀態(tài)下主要電活動的表現(xiàn)。同步化：大腦皮層神經(jīng)元活動趨于一致，出現(xiàn)低頻高幅波形，表示大腦皮層抑制過程加強。去同步化：各神經(jīng)元活動不一致，出現(xiàn)高頻低幅波形，表示皮層興奮過程加強。

第二節(jié)睡眠的時相及其特點一.兩種睡眠時相

慢波睡眠（SWS）

快波睡眠（FWS），也稱為異相睡眠（ParadoxicalSleep）(一)慢波睡眠：同步化腦電波

1期：低幅電波，頻率快慢混合

2期(淺睡期)：低幅電波,出現(xiàn)梭形睡眠波和一些復(fù)合波

3期(中睡期)：短暫的高振幅,δ波

4期(深睡期)：大量的δ波

BACK(二)快波睡眠：去同步化腦電波

腦電類似清醒狀態(tài)的去同步化波,也叫異相睡眠也叫快動眼睡眠（REM），出現(xiàn)眼球的快速運動

PGO波

做夢

二.睡眠時相的生理功能變化

慢波睡眠:1.肌肉張力逐漸降低，2．感覺機能暫時減退，3．交感神經(jīng)興奮性降低，副交感興奮性升高4．可有GH分泌的增多。5．做夢少見，多為噩夢。

特征：休閑的腦和可動的軀體快波睡眠

1.感覺機能進一步減退，2.肌張力進一步降低，3.眼球快速運動，。4.不規(guī)則的陣發(fā)性呼吸加快，心率加快，血壓升高，腦血管擴張5.皮膚溫度降低，腦溫度升高到覺醒水平6.PGO波出現(xiàn)：腦橋-膝狀體-松果體周期性的高振幅放電。7.做夢是重要特征特征：活躍的腦和麻痹的軀體三種功能狀態(tài)的比較覺醒N-REMREMEEG低電壓,快節(jié)律高電壓,慢節(jié)律低電壓,快節(jié)律感覺形象,來自外部遲鈍或缺乏形象,來自內(nèi)部思維有邏輯,進展性有邏輯,重復(fù)性形象;無邏輯,離奇運動持續(xù),隨意偶爾,不隨意肌癱瘓,腦發(fā)出運動指令,但不被執(zhí)行眼球時常極少常常運動三.兩種睡眠狀態(tài)和夢

REM睡眠中的夢通常具有視覺夢幻的特色

SWS睡眠中的夢多是思維類型

做夢的意義

REM期間喚醒，74%-95%正在做夢；

SWS期間喚醒，0%-51%做夢。REM睡眠時夢是清晰的。慢波睡眠時也有夢，但夢不易回憶，夢中的形象也是模糊的，情緒也少。REM強度與夢的內(nèi)容有關(guān)，多變化的夢較平靜的夢與REM的頻度有關(guān)。-快速眼動和呼吸、循環(huán)的變化可能與夢境有關(guān)-肌張力和反射活動的極度減弱：無法動彈和叫喊夢與生理睡眠夢與REM睡眠有關(guān)的事實的確立,改變了過去的關(guān)于夢的觀點:

過去:夢少,且從受試者對夢的回憶來判斷是否有夢

現(xiàn)代：生理學(xué)研究表明,每個人夜間睡眠中(每次的REM睡眠)都可能有夢.但隨著REM睡眠轉(zhuǎn)入慢波睡眠后的時間越長,回憶出夢的可能性越少.

夢的意義（2種看法）：使意識或潛意識愿望在幻想世界中得到滿足夢是人體的一種基本體力恢復(fù)過程的副產(chǎn)物，本身沒有什么意義四.睡眠-覺醒周期睡眠周期成人8小時的睡眠一般包括四個周期的交替，每個周期80~90分鐘，其中包括異相睡眠20~30分鐘，每個周期中的異相睡眠時間逐漸變長

睡眠時相分配50%慢波2期，25%異相睡眠，10%慢波3期，10%慢波4期，5%慢波1期。睡眠中SWS和REM的關(guān)系

REM（%）=[SWS（%）—16]/3.2整夜中睡眠EEG各階段的持續(xù)時間及其轉(zhuǎn)化規(guī)律睡眠開始后，EEG變化為時期1234，即隨著睡眠加深，EEG頻率、振幅、波，約需30–45min。然后以相反順序返回(4321)，此時的階段1是首次開始出現(xiàn)的快速眼動睡眠(REM)，該時相持續(xù)10–20min,再順序進入時期4。入睡時的時期1及全部2，3，4均為慢波睡眠除入睡的時期1外，其余的階段1均為快速眼動睡眠兩種睡眠狀態(tài)的周期性交替:

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

2.兩次REM睡眠間的時間間隔漸短,但每次的REM睡眠持續(xù)時間漸增加。

3.青年人,REM睡眠占總睡眠的20-25%

4.睡眠較深時期(時期3、4)主要在睡眠的前半段,較淺的睡眠時期和REM睡眠主要在睡眠時間的后半,故清晨人易醒來.睡眠各期的循環(huán)覺醒狀態(tài)只能進入SWS；SWS或REM均可直接覺醒。但REM自動覺醒可能性更大(似乎是最淺的睡眠)；REM期環(huán)境刺激喚醒閾顯著提高(此角度又是最深的睡眠)。覺醒與兩種睡眠狀態(tài)的關(guān)系（圖）中腦中縫核5－HT腦橋藍斑核NE藍斑NE皮質(zhì)下或皮質(zhì)內(nèi)ACh黑質(zhì)紋狀體多巴胺覺醒慢波睡眠異相睡眠腦電覺醒行為覺醒五.睡眠的年齡特征

總時間不同腦電圖不同睡眠-覺醒周期也不同

第三節(jié)覺醒和睡眠的神經(jīng)機制

一.巴甫洛夫的經(jīng)典睡眠理論

睡眠的本質(zhì)是大腦皮層起源的廣泛的內(nèi)抑制

這樣的抑制擴散到皮層下結(jié)構(gòu)的過程，也就是覺醒到完全睡眠的轉(zhuǎn)變過程

夢是內(nèi)外環(huán)境刺激引起的皮層細胞局部的興奮活動

二.維持覺醒的神經(jīng)機制

腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激活系統(tǒng)

該激活系統(tǒng)是ACh為遞質(zhì)的

藍斑的去甲腎上腺素系統(tǒng)也參與調(diào)控腦電覺醒，而黑質(zhì)-多巴胺系統(tǒng)維持行為覺醒

三.睡眠的神經(jīng)機制

腦干的睡眠誘導(dǎo)區(qū):主要位于腦橋中央和延髓尾側(cè)之間的一些區(qū)域，包括中縫核，孤束核，藍斑，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)背側(cè)的一些神經(jīng)元,構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行抑制系統(tǒng).睡眠和神經(jīng)遞質(zhì)去甲（NE），5-羥色胺（5-HT），乙酰膽堿（ACH），多巴胺（DA）視交叉上核在晝夜節(jié)律轉(zhuǎn)換中的生物鐘作用影響著睡眠和覺醒的周期，主要作用于覺醒和慢波睡眠的節(jié)律關(guān)系

。中腦中縫核5－HT腦橋藍斑核NE藍斑NE皮質(zhì)下或皮質(zhì)內(nèi)ACh黑質(zhì)紋狀體多巴胺覺醒慢波睡眠異相睡眠腦電覺醒行為覺醒覺醒與睡眠相關(guān)遞質(zhì)覺醒腦電行為腦電行為ACh神經(jīng)元藍斑中縫核黑質(zhì)慢波睡眠快波睡眠AChNEDA5-HT抑制肌緊張眼球快速運動PGO波REM(觸發(fā))（執(zhí)行）覺醒睡眠與神經(jīng)遞質(zhì)的關(guān)系興奮抑制睡眠/覺醒與中樞主動活動-VI視交叉上核：晝夜節(jié)律的生物鐘明暗變化可將近日節(jié)律變成日節(jié)律損毀下丘腦可消除日節(jié)律切斷視束或視交叉尾側(cè)，光照仍可繼續(xù)導(dǎo)致睡眠/覺醒周期提示存在視網(wǎng)膜－下丘腦直接通路（視網(wǎng)膜－下丘腦束）基本生物鐘位于下丘腦視交叉上核接受視網(wǎng)膜直接輸入和中縫核纖維投射損毀可取消內(nèi)源性行為和激素分泌的晝夜節(jié)律日節(jié)律第四節(jié)睡眠的功能

一.睡眠剝奪對身心行為的影響

可以分為全睡眠剝奪，部分睡眠剝奪，選擇性睡眠剝奪

心理活動障礙焦慮，易怒，不友好，注意力分散，記憶力降低等生理活動障礙

肌張力降低，體溫下降，短期剝奪可以出現(xiàn)CNS興奮性增高，心率血壓呼吸改變。睡眠異常

連續(xù)剝奪睡眠幾天后,REM增加，同時SWS4也增加,PGO波異常二.睡眠的功能

睡眠的保護性作用

1.適應(yīng)生存

2.消除疲勞，保存能量

促進某些激素分泌:GH,PRL,LH促進腦的發(fā)育的作用

對記憶的作用

1.慢波睡眠：有利于促進生長、能量貯存和體力恢復(fù)2.REM睡眠：促進兒童神經(jīng)系統(tǒng)(特別是腦)的發(fā)育;

促進學(xué)習(xí)記憶;

促進精力恢復(fù)與情緒穩(wěn)定.

睡眠的功能（總結(jié)）睡眠對GH分泌的影響REM睡眠與神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育成熟個體發(fā)生過程中，與成熟有關(guān)的睡眠表現(xiàn)在REM睡眠和慢波睡眠階段4REM睡眠：出生前在子宮內(nèi)已有，出生時8小時，青春期只有1.5-1.7小時慢波睡眠階段4：從胚胎發(fā)育到中年呈指數(shù)下降，60歲后可消失。REM睡眠時的氧耗量比覺醒狀態(tài)