神經(jīng)生物學(xué) 腦的節(jié)律與睡眠-5年制學(xué)習(xí)課件

腦的節(jié)律與睡眠周煜東浙江大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所yudongzhou@Outline腦電圖睡眠與覺醒晝夜節(jié)律

HansBerger與EEG的發(fā)現(xiàn)

從telepathy到EEG的發(fā)現(xiàn)EEG電極位置

A,耳(auricle);C,中央(central);Cz,頂點(vertex);F,前額部(frontal);Fp,額極(frontalpole);O,枕部(occipital);P,頂部(parietal);T,顳側(cè)(temporal).測量一對電極間的差異信號EEG的產(chǎn)生

只有許多細(xì)胞的貢獻(xiàn)才能使在頭皮上記錄的信號大到被識別記錄思考問題

突觸活動在皮層深層，記錄到的EEG極性如何？動作電位的幅度要比突觸后電位大，為什么EEG的主要貢獻(xiàn)是后者？抑制性突觸后電位能被EEG記錄到嗎？神經(jīng)元同步活動可使EEG信號增大腦電節(jié)律Alpha波Characteristics:

-frequency:8-13Hz

-amplitude:20-60μVEasilyproducedwhenquietlysittinginrelaxedpositionwitheyesclosed(fewpeoplehavetroubleproducingalphawaves)Alphablockadeoccurswithmentalactivity

-exceptionsfoundbyShaw(1996)inthecaseofmentalarithmetic,archery,andgolfputting

Beta波Characteristics:

-frequency:14-30Hz

-amplitude:2-20μVThemostcommonformofbrainwaves.ArepresentduringmentalthoughtandactivityThetaWavesCharacteristics:

-frequency:4-7Hz

-amplitude:20-100μVBelievedtobemorecommoninchildrenthanadultsWalterStudy(1952)foundthesewavestoberelatedtodispleasure,pleasure,anddrowsinessMaulsby(1971)foundthetawaveswithamplitudesof100μVinbabiesfeedingDeltaWavesCharacteristics:

-frequency:0.5-3.5Hz

-amplitude:20-200μVFoundduringperiodsofdeepsleepinmostpeopleCharacterizedbyveryirregularandslowwavepatternsAlsousefulindetectingtumorsandabnormalbrainbehaviorsGammaWavesCharacteristics:

-frequency:32-100Hz

-amplitude:3-5μVOccurwithsuddensensorystimuli,sensorybindingConsciousattention

meditationDifferenttypesofbrainwavesinnormalEEGRhythmFrequency(Hz)Amplitude(uV)Recording&LocationAlpha(α)8–1350–100Adults,rest,eyesclosed.OccipitalregionBeta(β)14-3020Adult,mentalactivityFrontalregionTheta(θ)4–7Above50Children,drowsyadult,emotionaldistressOccipitalDelta(δ)2–4Above50ChildreninsleepSlow-wavesleep同步化產(chǎn)生雙神經(jīng)元振蕩單神經(jīng)元振蕩丘腦節(jié)律驅(qū)動皮層節(jié)律異常EEG節(jié)律：癲癇Seizures:temporarydisruptionsofbrainfunctionresultingfromabnormal,excessiveneuronalactivity;Epilepsy:achronicconditionofrepeatedseizures.FocalseizuresGeneralizedseizures局灶發(fā)作的產(chǎn)生原理NeuronsinaseizurefocushavecharacteristicactivityThebreakdownofsurroundinhibitionleadstosynchronizationExcitationandinhibitioninaseizurefocus原發(fā)性全面發(fā)作的產(chǎn)生原理Outline腦電圖睡眠與覺醒晝夜節(jié)律

睡眠Sleepisareadilyreversiblestateofreducedresponsivenessto,andinteractionwith,theenvironment.對環(huán)境反應(yīng)和與環(huán)境互動顯著降低的可隨時逆轉(zhuǎn)的狀態(tài)腦的功能狀態(tài)覺醒非快速眼動睡眠（慢波睡眠）：可運動軀體中的怠速運行的腦快速眼動睡眠：麻痹軀體中的活躍而幻覺的腦睡眠周期存在4階段non-REM和REM睡眠的周期Non-REM占睡眠的75%，REM占25%周期平均90分鐘Non-REM由長變短，REM由短變長睡眠后期很少進(jìn)入第4階段的non-REM睡眠Non-REM和REM至少30分鐘間隔睡眠的EEG節(jié)律變化夢Non-REM夢：時間較短，視覺內(nèi)容少，少有情緒內(nèi)容，多是概念性的，常與日常生活事件相關(guān)。

夢游，夢話REM夢：時間相對長，主要是視覺的，也有情緒的，與日常經(jīng)歷的時間相對無關(guān)，生動的，怪誕的。

清醒夢香草天空，2001我們能控制夢境嗎？Luciddreams清醒夢做夢者于睡眠狀態(tài)中保持意識清醒直接控制夢的內(nèi)容，使自己的夢境中的感覺真實得跟現(xiàn)實世界并無二樣“知道自己在做夢時做的夢”夢的神經(jīng)生物學(xué)“激活-合成假說”REM睡眠腦橋神經(jīng)元隨機激活丘腦皮層各區(qū)合成夢境恢復(fù)休息、恢復(fù)、為覺醒準(zhǔn)備適應(yīng)規(guī)避風(fēng)險節(jié)省能量記憶鞏固新學(xué)習(xí)的任務(wù)相關(guān)的腦活動在睡眠中同樣被激活為什么需要睡眠？睡眠的神經(jīng)機制方法：毀損、刺激、記錄覺醒與上行網(wǎng)狀激活系統(tǒng)Non-REM睡眠機制彌散調(diào)制系統(tǒng)的逐步退出源于皮層和丘腦的同步活動REM睡眠機制初級視皮層不變外紋狀皮層和邊緣皮層增加前額葉皮層降低初級視皮層和部分前額葉皮層降低外紋狀皮層和邊緣系統(tǒng)增加腦橋膽堿能神經(jīng)元藍(lán)斑NA能神經(jīng)元中縫核5-HT神經(jīng)元REM睡眠行為障礙喪失正常REM睡眠時伴有的肌張力抑制，而代以和夢境一致的運動活動腦干抑制脊髓運動神經(jīng)元的作用受損發(fā)作性睡病(narcolepsy)1.嗜睡或突然感覺無力2.白天頻繁小睡或突然進(jìn)入睡眠3.在情緒亢奮的情況下出現(xiàn)雙側(cè)肌張力突然消失（猝倒癥）4.相關(guān)的癥狀包括：①睡眠癱瘓；②入睡前幻覺；③不自主運動；④夜間睡眠頻繁覺醒。直接由覺醒進(jìn)入REM睡眠Orexinisapeptideneurotransmitterreleasedinapathwayfromthelateralnucleusofthehypothalamushighlyresponsiblefortheabilitytostayawake.Stimulatesacetylcholine-releasingcellsintheforebrainandbrainstemtoincreasewakefulnessandarousal.發(fā)作性睡病促進(jìn)睡眠胞壁酰二肽(muramyldipeptide)：促進(jìn)Non-REM睡眠白介素1(interleukin-1)：免疫分子腺苷(adenosine)：抑制彌散性調(diào)制系統(tǒng)褪黑激素(melatonin)：在夜晚釋放Outline腦電圖睡眠與覺醒晝夜節(jié)律

生理功能的晝夜節(jié)律授時因子生物鐘與授時因子人的睡眠-覺醒節(jié)律視交叉上核視交叉上核接受來自視網(wǎng)膜光敏感節(jié)細(xì)胞的直接支配光敏感節(jié)細(xì)胞的光敏素是黑視蛋白（melanopsin）視交叉上