覺醒和睡眠的基本機(jī)制

覺醒和睡眠的基本機(jī)制第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二覺醒和睡眠的基本機(jī)制覺醒的基本機(jī)制覺醒狀態(tài)的維持與覺醒有關(guān)的中樞神經(jīng)遞質(zhì)睡眠的基本機(jī)制對(duì)睡眠的認(rèn)識(shí)階段與睡眠有關(guān)的中樞神經(jīng)遞質(zhì)睡眠期中樞對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的調(diào)控藥物對(duì)REM期運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的影響第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二一、覺醒的基本機(jī)制腦電覺醒狀態(tài)：EEG由睡眠時(shí)的高振幅慢波變?yōu)橛X醒時(shí)低振幅快波。行為覺醒狀態(tài)：出現(xiàn)覺醒時(shí)的各種行為表現(xiàn)，如對(duì)新異刺激出現(xiàn)的探究反應(yīng)，對(duì)刺激的反應(yīng)普遍增強(qiáng)。(一)覺醒狀態(tài)的維持靠腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激活系統(tǒng)的活動(dòng)來維持。

第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二

特定感覺區(qū)

↑

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)投射

↑丘腦感覺接替核

↑

腦干

↑

脊髓后角

↑

脊神經(jīng)節(jié)

↑感受器功能

引起特定感覺

維持與改變皮層的興奮狀態(tài)－→側(cè)支→腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

（多次換元）

丘腦髓板內(nèi)核群

↑彌散地投射↑皮層的廣泛區(qū)域

↑第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）與覺醒有關(guān)的中樞神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿（ACh）：腦內(nèi)注入膽堿類藥物，動(dòng)物出現(xiàn)低振幅快波的覺醒腦電狀態(tài)，抗膽堿類藥物，則出現(xiàn)高振幅慢波的睡眠腦電狀態(tài)。清醒動(dòng)物注射阿托品后，腦電覺醒被阻斷，但行為上仍處于覺醒狀態(tài)，并不出現(xiàn)睡眠。說明腦電覺醒和行為覺醒狀態(tài)的維持可能分別有不同的發(fā)生機(jī)制。多巴胺（DA）：1970年Jones動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，破壞中腦黑質(zhì)的DA系統(tǒng)后，動(dòng)物表現(xiàn)為行為不覺醒，腦電覺醒。行為覺醒狀態(tài)的維持與中腦黑質(zhì)-紋狀體的DA系統(tǒng)功能的關(guān)。第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二黑質(zhì)紋狀體帕金森癥患者，特別是老年患者整天處于困倦狀態(tài)第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二震顫麻痹(Parkinson病)舞蹈病亨廷頓(—)第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二去甲基腎上腺素（NE）：1970年P(guān)etijean電刺激中腦藍(lán)斑核頭部或背側(cè)NE系統(tǒng)上行纖維，引起腦電覺醒。破壞該部位后，動(dòng)物腦電的快波明顯減少，出現(xiàn)類似睡眠樣的同步化慢波，但行為上可以行走，不表現(xiàn)為睡眠?？蓡拘眩碳ねＶ?，腦電覺醒也停止。

腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行系統(tǒng)的ACh起持續(xù)作用，中腦藍(lán)斑的NE系統(tǒng)起暫時(shí)的作用，即時(shí)相性作用。

中腦藍(lán)斑NE系統(tǒng)、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行系統(tǒng)和皮質(zhì)內(nèi)的ACh系統(tǒng)與腦電覺醒的維持有關(guān)，行為覺醒狀態(tài)的維持與中腦黑質(zhì)-紋狀體的DA系統(tǒng)功能的關(guān)。Orexin第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二二、睡眠的基本機(jī)制

（一）對(duì)睡眠的認(rèn)識(shí)階段最初法國(guó)學(xué)者認(rèn)為：睡眠是由于身體內(nèi)部的需要，使感覺活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)性活動(dòng)暫時(shí)停止，給予適當(dāng)刺激就能使其立即覺醒的狀態(tài)。當(dāng)人們認(rèn)識(shí)了腦電活動(dòng)后，就認(rèn)為：睡眠是由于腦的功能活動(dòng)而引起的動(dòng)物生理性活動(dòng)低下，給予適當(dāng)刺激可使之達(dá)到完全清醒的狀態(tài)。近些年的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究大致認(rèn)為：睡眠是一種主動(dòng)過程，睡眠是恢復(fù)精力所必須的休息，有專門的中樞管理睡眠與覺醒，睡時(shí)人腦只是換了一個(gè)工作方式，使能量得到貯存，有利于精神和體力的恢復(fù)；而適當(dāng)?shù)乃呤亲詈玫男菹?，既是維護(hù)健康和體力的基礎(chǔ)，也是取得高度生產(chǎn)能力的保證。

第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二兩種觀點(diǎn)：（1）

睡眠是一種擴(kuò)散的抑制過程而不是某個(gè)特定的中樞神經(jīng)結(jié)構(gòu)的功能，這是巴甫洛夫?qū)W派的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。根據(jù)條件反射實(shí)驗(yàn)的觀察，巴甫洛夫認(rèn)為睡眠是一種廣泛地?cái)U(kuò)散的抑制過程。當(dāng)抑制過程占領(lǐng)全部大腦皮層并擴(kuò)散至皮層下中樞時(shí)，即出現(xiàn)完全的睡眠。第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二(2)睡眠與中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)某些特定結(jié)構(gòu)有關(guān)，此派主張?jiān)谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)中存在有關(guān)睡眠的中樞。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，刺激動(dòng)物丘腦或腦干一些結(jié)構(gòu)可誘發(fā)睡眠。在延腦和腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)存在上行抑制系統(tǒng)，其活動(dòng)可對(duì)抗上行激活系統(tǒng)的作用，從而引起睡眠。此系統(tǒng)一方面接受來自軀體和內(nèi)臟感覺的上行沖動(dòng)而誘發(fā)睡眠，另一方面又接受前腦的梨狀區(qū)、扣帶回和視前區(qū)等結(jié)構(gòu)的下行沖動(dòng)而引起睡眠。第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二性質(zhì)NREMREM自主活動(dòng)心率緩慢下降易變，且有陣發(fā)性呼吸緩慢下降易變，且有陣發(fā)性體溫調(diào)節(jié)保持受損腦溫度降低增高大腦皮層血流減少高骨骼肌系統(tǒng)肌緊張進(jìn)行性降低消失腱反射正常被抑制周期性抽搐降低增高眼動(dòng)少、慢、不協(xié)調(diào)快、協(xié)調(diào)認(rèn)知狀態(tài)模糊的思考鮮明的夢(mèng)，有組織的生長(zhǎng)激素分泌高低皮層細(xì)胞活動(dòng)大量細(xì)胞降低，且有階段性放電頻率增加，緊張性活動(dòng)感覺誘發(fā)電位大降低第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二盲人做夢(mèng)嗎？古人云：“盲人無夢(mèng)，愚夫寡夢(mèng)”。天生盲者的夢(mèng)境缺乏影像和場(chǎng)景，但有聲音觸覺和情緒的經(jīng)驗(yàn)。后天盲者睡眠時(shí)眼球運(yùn)動(dòng)的次數(shù)養(yǎng)活，并與失明的時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。提示夢(mèng)境的內(nèi)容特別顯示其所依賴的感覺。第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二眼球的運(yùn)動(dòng)與資訊的擷取有關(guān)塞內(nèi)加爾及印尼的原住民睡眠時(shí)眼球運(yùn)動(dòng)的次數(shù)比較少，？嬰兒的睡眠絕大多數(shù)是REM睡眠，？如果夢(mèng)到打乒乓球，眼球就左右跳，如果夢(mèng)到上樓梯或打籃球，眼球就上下動(dòng)。第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二視神經(jīng)↓視交叉↓視束外側(cè)膝狀體中腦上丘

視皮層動(dòng)眼神經(jīng)副核↓↓動(dòng)眼神經(jīng)軀體運(yùn)動(dòng)提上瞼肌、內(nèi)上下直和下斜肌內(nèi)臟運(yùn)動(dòng)瞳孔括約肌，睫狀肌第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二蝸神經(jīng)節(jié)↓蝸神經(jīng)后核蝸神經(jīng)前核↓同側(cè)對(duì)側(cè)上橄欖核↓下丘核↓內(nèi)側(cè)膝狀體↓顳橫回延髓第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二腦橋第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（二）與睡眠有關(guān)的中樞神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺：60年代，由于中樞神經(jīng)遞質(zhì)研究的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)低位腦干中縫核群前段5-羥色胺能系統(tǒng)與慢波睡眠有關(guān)，（而腦橋藍(lán)斑核去甲腎上腺素能系統(tǒng)與異相睡眠有關(guān)。）睡眠肽：70年代，從入睡的兔和羊腦內(nèi)提取出多肽，將其注入另一動(dòng)物腦室內(nèi)可誘導(dǎo)出δ波，類似慢波睡眠。目前至少已提取出三種“睡眠肽”，在動(dòng)物的腦脊液、大腦皮層、腦干中含量較多。動(dòng)物被強(qiáng)制剝奪睡眠后，它們的濃度猛增，導(dǎo)致睡眠。γ－氨基丁酸（GABA）：大腦淺層、小腦浦氏細(xì)胞。甘氨酸：脊髓和腦干中閏紹細(xì)胞的遞質(zhì)。第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二（三）睡眠過程中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的變化第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)易化區(qū)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抑制區(qū)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)易化區(qū)

前庭核小腦前葉兩側(cè)部腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抑制區(qū)

大腦皮質(zhì)紋狀體小腦前葉蚓部

網(wǎng)狀脊髓束運(yùn)動(dòng)⊕神經(jīng)元梭內(nèi)肌收縮肌梭敏感性↑肌緊張↑肌活動(dòng)↑

網(wǎng)狀脊髓束運(yùn)動(dòng)㈠神經(jīng)元梭內(nèi)肌舒張肌梭敏感性↓肌緊張↓肌活動(dòng)↓第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二1.興奮性突觸后電位（EPSP）突觸小泡釋放興奮性遞質(zhì)→與后膜受體結(jié)合后提高了后膜對(duì)Na+、K+、Cl-,特別是Na+通透性→后膜局部去極化(EPSP)→總和后，達(dá)到閾電位水平時(shí)發(fā)生動(dòng)作電位。第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二2.抑制性突觸后電位（IPSP）突觸小泡釋放抑制性遞質(zhì)→與后膜受體結(jié)合后提高了后膜對(duì)K+、Cl-,特別是Cl-的通透性→后膜超極化(IPSP)→也可總和，降低突觸后膜的興奮性。第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二中樞抑制的方式：突觸后抑制

抑制出現(xiàn)在突觸后膜上，特點(diǎn)是興奮性神經(jīng)元必須先興奮抑制性中間神經(jīng)元，由后者釋放抑制性遞質(zhì)，使突觸后膜超極化。傳入側(cè)支性抑制回返性抑制突觸前抑制第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二甘氨酸第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期二GABA