睡眠和覺醒的生理學機制Beforewestart…動作電位是腦內唯一可以快速遠距離傳遞的信號神經元相互結合成神經網絡，同時也可按某種節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1/3老年時期占據另外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容腦電波睡眠的時相及其特點覺醒和睡眠的神經機制睡眠的功能睡眠覺醒關系失調腦的電活動

自發腦電波

:無

外來刺激皮層經常具有的持續的節律性電位變化

皮層誘發電位

受到某種刺激后在皮層某一局限部位產生的電位變化

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，發現每秒10次的常規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有關

ElectroencephalographyHistoryofEEGDr.HansBerger1931年，發現波在睡眠、全身麻醉、使用可卡因等情況下消失發現腦損傷造成顱內高壓的患者波幅度減低發現癲癇患者的高幅腦電波發現Alzheimer‘s病和多發性硬化患者存在EEG改變HistoryofEEGDr.HansBerger發現癲癇病人在發作后腦波幾乎變平；波隨著意識的恢復而恢復腦波在出生兩月后才出現，與腦內神經元髓鞘化的過程一致EEG的本質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與基礎研究EEG與運動功能成人:無肯定的關系兒童:腦電高頻者fastreactiontime較短EEG與情緒正性情緒時左側額葉EEG活動增加負性情緒時右側額葉EEG活動增加EEG與基礎研究EEG與IQ沒有肯定的關系EEG與感覺聽閾在波較強時比其它時候更低(聽覺更敏銳)刺激復雜性增加時波抑制增加EEG的臨床應用癲癇由于神經元混沌式活動導致的驚厥睡眠障礙腦腫瘤EEG的參數：頻率定義：單位時間(秒)內波的個數單位: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：波幅總結：自發腦電波EEG分類α波

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

α阻斷：睜眼，思考，接受刺激時可轉變為β波

β波：正常人睜眼，接受刺激時可出現;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

δ波：睡眠，深度麻醉，缺氧可出現

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

第二節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,出現梭形睡眠波和一些復合波

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

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

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.不規則的陣發性呼吸加快，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：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的比較覺醒N-REMREMEEG低電壓,快節律高電壓,慢節律低電壓,快節律感覺形象,來自外部遲鈍或缺乏形象,來自內部思維有邏輯,進展性有邏輯,重復性形象;無邏輯,離奇運動持續,隨意偶爾,不隨意肌癱瘓,腦發出運動指令,但不被執行眼球時常極少常常運動三.兩種睡眠狀態和夢

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強度與夢的內容有關，多變化的夢較平靜的夢與REM的頻度有關。-快速眼動和呼吸、循環的變化可能與夢境有關-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睡眠有關的事實的確立,改變了過去的關于夢的觀點:

過去:夢少,且從受試者對夢的回憶來判斷是否有夢

現代：生理學研究表明,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過程的副產物，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的關系

REM（%）=[SWS（%）—16]/3.2整夜中睡眠EEG各階段的持續時間及其轉化規律睡眠開始后，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是首次開始出現的快速眼動睡眠(REM)，該時相持續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.睡眠各期的循環覺醒狀態只能進入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的關系（圖）中腦中縫核5－HT腦橋藍斑核NE藍斑NE皮質下或皮質內ACh黑質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

第三節覺醒和睡眠的神經機制

一.巴甫洛夫的經典睡眠理論

睡眠的本質是大腦皮層起源的廣泛的內抑制

這樣的抑制擴散到皮層下結構的過程，也就是覺醒到完全睡眠的轉變過程

夢是內外環境刺激引起的皮層細胞局部的興奮活動

二.維持覺醒的神經機制

腦干網狀結構上行激活系統

該激活系統是ACh為遞質的

藍斑的去甲腎上腺素系統也參與調控腦電覺醒，而黑質-多巴胺系統維持行為覺醒

三.睡眠的神經機制

腦干的睡眠誘導區:主要位于腦橋中央和延髓尾側之間的一些區域，包括中縫核，孤束核，藍斑，網狀結構背側的一些神經元,構成網狀結構上行抑制系統.睡眠和神經遞質去甲（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律轉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律關系

。中腦中縫核5－HT腦橋藍斑核NE藍斑NE皮質下或皮質內ACh黑質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遞質覺醒腦電行為腦電行為ACh神經元藍斑中縫核黑質慢波睡眠快波睡眠AChNEDA5-HT抑制肌緊張眼球快速運動PGO波REM(觸發)（執行）覺醒睡眠與神經遞質的關系興奮抑制睡眠/覺醒與中樞主動活動-VI視交叉上核：晝夜節律的生物鐘明暗變化可將近日節律變成日節律損毀下丘腦可消除日節律切斷視束或視交叉尾側，光照仍可繼續導致睡眠/覺醒周期提示存在視網膜－下丘腦直接通路（視網膜－下丘腦束）基本生物鐘位于下丘腦視交叉上核接受視網膜直接輸入和中縫核纖維投射損毀可取消內源性行為和激素分泌的晝夜節律日節律第四節睡眠的功能

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CNS興奮性增高，心率血壓呼吸改變。睡眠異常

連續剝奪睡眠幾天后,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2.REM睡眠：促進兒童神經系統(特別是腦)的發育;

促進學習記憶;

促進精力恢復與情緒穩定.

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