生理心理學第八章3睡眠與覺醒

漫談睡眠睡眠和夢是神秘的。睡眠是文學、藝術、哲學和科學所偏愛的主題。睡眠是一個有力的控制者。如何對睡眠進行研究？我們要睡多長時間？睡著的時候我們會做什么？睡眠具有怎樣的規(guī)律（類型、周期、生理、理論）？關于睡眠障礙我們了解了什么？沒有充足的睡眠會怎樣？睡眠的功能是什么？現在是1頁\一共有46頁\編輯于星期三睡眠的定義睡眠是機體對環(huán)境的反應性降低，以及與環(huán)境的相互作用減弱的一種可以被輕易逆轉的狀態(tài)。昏迷和全身麻醉不能被輕易逆轉，因此不屬于睡眠?，F在是2頁\一共有46頁\編輯于星期三如何對睡眠進行研究？現在是3頁\一共有46頁\編輯于星期三重點：睡眠的腦中樞（腦干網狀結構在睡眠和覺醒中的作用）睡眠的神經化學機制了解：睡眠類型睡眠周期睡眠的功能學習目標現在是4頁\一共有46頁\編輯于星期三不同睡眠階段的EEG節(jié)律低振幅，頻率快慢混合，以4-7次／s的θ波為主。低振幅，在θ波的背景上出現13-16次／秒的睡眠紡錘波，和一些復合波（意外聲音）。高振幅、在θ波背景上出現20-50％的0.5-3次／秒δ波50％以上為高幅δ波一、睡眠類型與睡眠周期現在是5頁\一共有46頁\編輯于星期三（一）睡眠的類型：

異相睡眠(Paradoxicalsleep)

腦電活動的變化與行為變化相平行。腦電波呈現同步化慢波的時相。

腦電活動的變化與行為變化相分離。腦電波呈現去同步化快波的時相。

慢波睡眠(Slowwavesleep，SWS)

快波睡眠(Fastwavesleep，FWS)快速眼動睡眠(Rapideyemovementsleep，REM)

現在是6頁\一共有46頁\編輯于星期三階段腦電波外顯行為內在生理變化1期(入睡期)低振幅，頻率快慢混合，以4-7次／s的θ波為主。安靜困倦開始進入睡眠狀態(tài)(10分鐘)1、頸部肌肉和四肢肌肉張力逐漸降低，2、心率和呼吸逐漸變慢，體溫、腦溫降低，閉眼、縮瞳3、生長激素和促腎上腺皮質激素以及腎上腺分泌的腎上腺皮質激素在慢波睡眠中比在白天清醒時增多。4、做夢極少。即使做夢夢境也平淡、生動性弱，概念性和思維性較強。夢魘或惡夢驚醒者多發(fā)生在慢波睡眠第4期。夢醒后只能陳述恐懼感，被追捕或掉入深淵等危險境界，不能陳述夢境的全部故事情節(jié)。2期(淺睡期)低振幅，在θ波的背景上出現13-16次／秒的睡眠紡錘波，和一些復合波。已經入睡，并出現酣聲，但將被試叫醒后卻常自稱尚未睡著（5-15分鐘）3期(中睡期)高振幅、在θ波背景上出現20-50％的0.5-3次／秒δ波已經睡熟，但尚易叫醒（15分鐘）4期(深睡期)50％以上為高幅δ波不但睡熟還難以叫醒（20-40分鐘）慢波睡眠的特點：一個可活動的軀體中的空閑的腦（WillianDement）。現在是7頁\一共有46頁\編輯于星期三指標慢波睡眠的特點肌張力頸部肌肉和四肢肌肉張力逐漸降低，心率呼吸體溫腦溫心率和呼吸逐漸變慢，體溫、腦溫降低，閉眼、縮瞳內分泌活動腦下垂體分泌的生長激素和促腎上腺皮質激素以及腎上腺分泌的腎上腺皮質激素在慢波睡眠中比在白天清醒時增多。做夢夢少。即使做夢，夢境平淡、生動性弱，概念性和思維性較強。夢魘或惡夢驚醒者多發(fā)生在慢波睡眠第四期。此時睡夢者醒后只能陳述恐懼感，被追捕或掉入深淵等危險境界，不能陳述夢境的全部故事情節(jié)。眼球快速運動無慢波睡眠的特點：現在是8頁\一共有46頁\編輯于星期三指標快速眼動睡眠的特點腦電波不規(guī)律低幅快波，類似清醒期和睡眠一期的腦電變化。肌張力肌肉呈完全松弛狀態(tài)，甚至肌肉電活動完全消失；呼吸、眼動心率呼吸體溫腦溫睡眠深度比慢波四期更深，體溫仍較低，對外部刺激的感覺功能進一步降低，難以將睡眠者從此期立即喚醒腦的溫度、腦血流量、腦耗氧量迅速增加呼吸心率也時而突然加快，甚至一些支氣管哮喘病在此期睡眠中可突然發(fā)作哮喘；心臟病人也可能發(fā)作心絞痛內分泌活動生長激素分泌迅速降低，性腺和腎上腺皮質分泌活動增強。生殖器充血，分泌物增多或陰莖勃起、遺精等做夢從異相睡眠中喚醒后，80％以上的人聲稱正在做夢，尚可陳述夢境的故事情節(jié)，形象生動以視覺變幻為主眼球快速運動出現眼球快速運動，約每分鐘60次左右。眼電現象顯著加強，在橋腦、外側膝狀體和枕葉皮層中可記錄到周期性的高幅放電現象，稱之為PGO波快速眼動睡眠的特點：一個癱瘓的軀體中的活躍而又充滿幻覺的腦?，F在是9頁\一共有46頁\編輯于星期三現在是10頁\一共有46頁\編輯于星期三成人需要多長時間睡眠？差異很大，5~10h，平均7.5小時68%青年人睡眠時間在6.5~8.5之間你所合適的睡眠時間是多少呢？衡量指標：醒來時的狀態(tài)現在是11頁\一共有46頁\編輯于星期三長（二）成人的睡眠－覺醒周期：現在是12頁\一共有46頁\編輯于星期三（二）成人的睡眠－覺醒周期：現在是13頁\一共有46頁\編輯于星期三（二）成人的睡眠－覺醒周期：夜間睡眠8h的過程是：開始為睡眠的潛伏期，接著進入SWS狀態(tài)，迅速由第1期依次進入第4期并持續(xù)一段時間。在入睡后的60—90min內出現第一次REM睡眠；之后，進入下一個SWS睡眠，從而形成了SWS—REM睡眠循環(huán)周期。以后，平均每90min左右出現一次REM睡眠，每次REM睡眠的時間依次遞增。整晚共有4個SWS-REM周期，每個周期持續(xù)時間將近2h。夜晚睡眠的時間分配是：

5％為慢波1期，50％為慢波2期，10％為慢波3期，10％為慢波4期，25％為快波睡眠。決定睡眠質量的是：

在于慢波睡眠4期和快波睡眠所占總睡眠時間的比例。因此，剝奪睡眠后，恢復睡眠必須增加SWS4期睡眠和REM睡眠來作為“補償”。

現在是14頁\一共有46頁\編輯于星期三（三）常見睡眠障礙慢波睡眠的常見障礙（出現于幼兒慢波睡眠第四期）：夜尿癥(Nocturnalenuresis)夢游癥(Somnabulism)夜驚癥(Night

terrors)

異相睡眠中的常見障礙：

嗜睡癥(Narcolepsy)

猝倒(Cataplexy)

入眠前幻覺(Hypnagogichallucination)快速眼動睡眠行為障礙現在是15頁\一共有46頁\編輯于星期三慢波睡眠睡眠中的常見障礙：夜尿癥病兒常在睡眠的慢波4期尿床。夜驚癥病兒在睡眠的慢波4期出現驚叫、顫抖、手足快速運動等極度恐怖表現，事后對這種體驗不能回憶。夢游癥病兒在睡眠的慢波4期中,從床上起來進行一些刻板動作，事后又回床繼續(xù)睡眠，次日不能回憶出夜間的異常行為.現在是16頁\一共有46頁\編輯于星期三現在是17頁\一共有46頁\編輯于星期三治療夜尿癥一般用訓練方法來治療設置一個特殊的電路電鈴，檢測到幾滴尿液時就響鈴夢游癥和夜驚癥一般兒童長大后就痊愈了最好的治療方法就是不采取任何治療現在是18頁\一共有46頁\編輯于星期三異相睡眠中的常見障礙嗜睡癥：

又稱發(fā)作性睡病，主要癥狀是在不應睡眠的工作時間內，突然不可控制地陷入睡眠狀態(tài)，特別是在單調或枯燥的環(huán)境中更容易發(fā)作。每次發(fā)作性睡眠持續(xù)2—5分鐘，醒來后覺得精神很好。

現在是19頁\一共有46頁\編輯于星期三異相睡眠中的常見障礙猝倒：

發(fā)作時全身肌肉張力突然消失，病人摔倒好像是從清醒狀態(tài)突然進入異相睡眠階段，持續(xù)幾秒鐘至幾分鐘。猝倒不同于發(fā)作性睡病，一般不會自發(fā)地發(fā)作。情緒波動是最常見的誘發(fā)因素，生氣、大笑或緊張地完成某一動作，如試圖抓住從身邊飛過的物體等均可引起猝倒。現在是20頁\一共有46頁\編輯于星期三入眠前幻覺：

在躺在床上剛入睡或早上即將醒來時，突然陷入異相睡眠狀態(tài)，體驗到可怕的情景卻呼叫不得也動不得．因為肌肉張力完全消失。別人呼叫他的名字或輕輕拉動他的身體，可使之立即擺脫此種幻覺狀態(tài)?；謴驼：筮€能描述幻覺內容與內心體驗。異相睡眠中的常見障礙從清醒期越過慢波睡眠階段突然陷入異相睡眠狀態(tài)。是異相睡眠腦機制的障礙?，F在是21頁\一共有46頁\編輯于星期三病因遺傳障礙，受未知環(huán)境因素影響（Mignot,1998）。現在是22頁\一共有46頁\編輯于星期三實驗方案：讓數只不同品種的狗患上嗜睡癥Lin等人（1999）發(fā)現，犬類嗜睡癥是由一種基因突變引起的。近期研究發(fā)現，這種基因的產物是一種感受器，負責接受一種叫做下丘泌素的縮氨酸神經遞質。Chemelli等人（1999）依據這種基因培育老鼠，發(fā)現這樣的老鼠的確表現出嗜睡癥。直接從覺醒狀態(tài)進入REM睡眠，它們在覺醒時也會出現猝倒現象?，F在是23頁\一共有46頁\編輯于星期三Hara等人（2001）培育出一代遺傳基因突變的老鼠。這種突變會讓下丘泌素神經元最終消亡。老鼠在生命后期表現出嗜睡癥狀。下球泌素神經系統(tǒng)的變異似乎是人類嗜睡癥的原因（Nishimo等人，2000）。嗜睡癥是一種遺傳障礙，這種障礙刺激免疫系統(tǒng)侵襲和損壞下丘泌素能神經元，但在青春期時免疫系統(tǒng)才侵襲這些神經元，嗜睡癥狀才開始。現在是24頁\一共有46頁\編輯于星期三治療藥物治療發(fā)作性睡眠哌甲酯類利他林和兒茶酚胺激動劑類興奮劑控制猝倒、入眠前幻覺可用抗鎮(zhèn)靜劑藥物減輕現在是25頁\一共有46頁\編輯于星期三快速眼動睡眠行為障礙REM睡眠中不能處于癱瘓狀態(tài)?？赡苁且环N與遺傳相關的神經退行性障礙現在是26頁\一共有46頁\編輯于星期三二、睡眠的功能與睡眠剝奪的實驗研究我們?yōu)槭裁匆?？哺乳動物、鳥類、爬行動物睡眠時間差異巨大：蝙蝠（18h）,馬（3h）,長頸鹿（3h）,海豚(8h)睡眠與腦睡眠與生存現在是27頁\一共有46頁\編輯于星期三現在是28頁\一共有46頁\編輯于星期三二、睡眠的功能與睡眠剝奪的實驗研究睡眠的功能：1、睡眠的保護性作用

(1)適應生存的需要

(2)消除疲勞、保存能量2、正常情緒狀態(tài)維持3、睡眠對記憶的影響4、睡眠對激素分泌和腦的發(fā)育方面的作用睡眠剝奪的實驗研究現在是29頁\一共有46頁\編輯于星期三三、經典睡眠理論（一）巴甫洛夫的睡眠理論（二）腦干網狀結構的重要作用現在是30頁\一共有46頁\編輯于星期三（一）巴甫洛夫的睡眠理論1、睡眠的本質是大腦皮層起源的廣泛擴散的內抑制；2、這種抑制在皮層中和向皮層下腦結構擴散過程中存在一定的時相，構成從覺醒到完全睡眠的過渡；3、夢是由于內外環(huán)境因素的影響，在普遍抑制背景上大腦皮層細胞群局部的興奮活動?，F在是31頁\一共有46頁\編輯于星期三（二）腦干網狀結構的重要作用網狀結構：位于腦干中央區(qū)的一個大的神經組織網絡結構，從延髓至中腦在睡眠、覺醒、注意、運動及各種重要的反應起作用4/8/202332現在是32頁\一共有46頁\編輯于星期三

三個著名的動物模型：去大腦皮層標本(間腦動物標本)孤立腦標本(腦干動物標本)孤立頭標本(脊髓動物標本)（二）腦干網狀結構的重要作用現在是33頁\一共有46頁\編輯于星期三證據1：1937年，著名生理學家布瑞莫(Bremer)孤立腦(Isolatedbrain)標本：在中腦四疊體的上丘和下丘之間橫斷貓腦，此后貓陷入永久睡眠狀態(tài)；孤立頭(Isolatedheadcontents)標本：在脊髓和延腦之間橫斷貓腦，則貓保持正常的睡眠與覺醒周期。證明：在延腦至中腦的腦干中，存在著調節(jié)睡眠與覺醒的腦中樞。（二）腦干網狀結構的重要作用現在是34頁\一共有46頁\編輯于星期三把腦干上部的網狀結構稱為上行網狀激活系統(tǒng)(Ascendingreticularactiveiting

system)。證據2：

1949年，意大利，著名電生理學家馬魯吉和馬貢(MoruzziandMagoun)：損傷腦干中線結構可以引起一種與慢波睡眠相似的狀態(tài)。相反，電刺激腦干網狀結構中的中腦被蓋中線區(qū)，可以引起大腦皮層從慢波睡眠轉為警覺和喚醒狀態(tài)。此后大量實驗表明，無論各種外部刺激還是感覺通路的電刺激，均沿傳入通路的側枝引起腦干網狀結構的興奮，再引起大腦皮層廣泛區(qū)域的覺醒反應。現在是35頁\一共有46頁\編輯于星期三證據3：電生理研究證明腦干上行網狀激活系統(tǒng)的神經元單位活動可受多種刺激的影響，提高其發(fā)放頻率。行為的覺醒水平、腦電圖覺醒反應與腦干網狀上行激活系統(tǒng)存在確定的一致關系。證明腦干網狀結構在睡眠與覺醒的機制中具有重要作用。迄今仍將腦干上部的網狀上行激活系統(tǒng)看成是維持覺醒的重要腦結構。現在是36頁\一共有46頁\編輯于星期三證據4：20世紀50年代末，腦干中間橫斷腦（橋腦中部橫斷），動物70％－90%時間處于覺醒狀態(tài)；說明：橋腦中部以下的腦干網狀結構對睡眠具有重要作用?，F在是37頁\一共有46頁\編輯于星期三永久性睡眠70％－90%時間處于覺醒狀態(tài)正常的睡眠與覺醒周期腦干上部的網狀上行激活系統(tǒng)對維持覺醒狀態(tài)起重要作用。橋腦下部的網狀結構對睡眠起重要作用。腦干上部與下部的網狀結構相互作用維持正常的睡眠和覺醒周期。現在是38頁\一共有46頁\編輯于星期三控制網狀結構系統(tǒng)的中樞是什么?在腦的什么部位?慢波睡眠：其中樞在縫際系統(tǒng)中，位置在腦干中線的一些神經細胞集合的中縫核（nucleiofrapbe)；快波睡眠：其腦區(qū)域是腦橋背部的藍斑(bluemacula)?，F在是39頁\一共有46頁\編輯于星期三

四、對睡眠機制的現代認識睡眠的腦化學機制：1、慢波睡眠有關的化學物質單胺類物質：5-HT肽類：睡眠肽大分子蛋白質：γ-氨基丁酸的受體蛋白質2、快波睡眠有關的化學物質去甲腎上腺素（NE）乙酰膽堿中縫核區(qū)域的細胞主要產生5－HT這種神經遞質。電損毀中縫核前部之后，動物出現不眠狀態(tài)，慢波睡眠明顯減少。藍斑區(qū)域的細胞含有NE，在導致快波睡眠中起重要作用。在破壞貓的腦橋背部藍斑區(qū)域的中和后部神經細胞時，能消除快