睡眠与生理节律.ppt

一、一、睡眠的生理和行为描述睡眠的生理和行为描述二、睡眠障碍二、睡眠障碍三、为什么需要睡眠三、为什么需要睡眠四、睡眠和觉醒的生理机制四、睡眠和觉醒的生理机制五、生物钟五、生物钟睡眠与生理节律一、睡眠的生理和行为描述一、睡眠的生理和行为描述人的一生：3/13月21日交通事故与睡眠抑郁，焦虑人类睡眠的定义人类睡眠的定义感觉活动和运动性活动暂时停止，给予适当刺激就能使其立即觉醒的状态 由于脑的功能活动而引起的动物生理性活动低下，给予适当刺激可使之达到完全清醒的状态 高等脊椎动物周期性出现的一种自发的和可逆的静息状态，表现为机体对外界刺激的反应性降低和意识的暂时中断。睡眠的特点：1）没有行为（睡眠是一种行为，P168）2）不活动的时期 3）外界刺激唤醒阈限提高睡眠的阶段及各阶段特点睡眠的阶段及各阶段特点睡眠阶段的划分：基于EEG的特征Beta波：觉醒，安静Alpha波：觉醒，安静，闭眼Theta波：觉醒，注意Delta波：深睡，昏迷(a)清醒，闭眼，812Hz，整齐，节律(b)阶段1，不规则的低频低幅波(c)阶段2，周期性爆发波，梭状波纺锤波，1418Hz(d)阶段3，4，纺锤式的阵发波，波幅很高的慢波(75 V)0.52Hz 波(e)REM阶段，低幅快波睡眠类型与睡眠周期睡眠类型与睡眠周期（一）睡眠的类型：（一）睡眠的类型：异相睡眠异相睡眠(Paradoxical sleep)脑电活动的变化与行为变化相平行。脑电活动的变化与行为变化相平行。脑电波呈现同步化慢波的时相脑电波呈现同步化慢波的时相。脑电活动的变化与行为变化相分离。脑电活动的变化与行为变化相分离。脑电波呈现去同步化快波的时相脑电波呈现去同步化快波的时相 。慢波睡眠慢波睡眠(Slow wave sleep，SWS)快波睡眠快波睡眠(Fast wave sleep，FWS)快速眼动睡眠快速眼动睡眠(Rapid eye movement sleep，REM)阶段阶段脑电波脑电波外显行为外显行为内在生理变化内在生理变化1期期(入入睡期睡期)低振幅，低振幅，频频率快率快慢混合，以慢混合，以4-74-7次次s s的的波波为为主。主。安静困倦开始安静困倦开始进进入睡眠状入睡眠状态态1 1、颈颈部肌肉和四肢部肌肉和四肢肌肉肌肉张张力力逐逐渐渐降低，降低，2 2、心率心率和和呼吸呼吸逐逐渐变渐变慢，慢，体体温温、脑脑温温降低，降低，闭闭眼、眼、缩缩瞳，瞳，脑脑血流量血流量较较清醒安静清醒安静时为时为多，多，3 3、生、生长长激素激素和促和促肾肾上腺皮上腺皮质质激素以及激素以及肾肾上腺分泌的上腺分泌的肾肾上腺上腺皮皮质质激素在慢波睡眠中比在白激素在慢波睡眠中比在白天清醒天清醒时时增多。增多。4 4、做梦做梦极少。即使做梦梦境极少。即使做梦梦境也平淡、生也平淡、生动动性弱，概念性和性弱，概念性和思思维维性性较较强强。梦梦魇魇或或恶恶梦惊醒者多梦惊醒者多发发生在慢生在慢波睡眠第波睡眠第4 4期。梦醒后只能期。梦醒后只能陈陈述恐惧感，被追捕或掉入深渊述恐惧感，被追捕或掉入深渊等危等危险险境界，不能境界，不能陈陈述梦境的述梦境的全部故事情全部故事情节节。2期期(浅浅睡期睡期)低振幅，在低振幅，在波波的背景上出的背景上出现现13-1613-16次秒的次秒的睡眠睡眠纺锤纺锤波，和波，和一些复合波。一些复合波。已已经经入睡，并出入睡，并出现现酣声，但将被酣声，但将被试试叫醒后却常自叫醒后却常自称尚未睡着称尚未睡着3期期(中中睡期睡期)高振幅、在高振幅、在波波背景上出背景上出现现20-20-5050的的0.5-30.5-3次次秒秒波波已已经经睡熟，但尚睡熟，但尚易叫醒易叫醒4期期(深深睡期睡期)5050以上以上为为高幅高幅波波不但睡熟不但睡熟还难还难以以叫醒叫醒慢波睡眠的特点：慢波睡眠的特点：指标指标慢波睡眠的特点慢波睡眠的特点异相睡眠的特点异相睡眠的特点肌肌张张力力颈颈部部肌肉肌肉和四肢肌肉和四肢肌肉张张力逐力逐渐渐降低，降低，肌肉肌肉呈完全松弛状呈完全松弛状态态，甚至肌肉，甚至肌肉电电活活动动完全消失完全消失心率心率呼吸呼吸体温体温脑脑温温心率心率和和呼吸呼吸逐逐渐变渐变慢，慢，体温体温、脑脑温温降降低，低，闭闭眼、眼、缩缩瞳，瞳，脑脑血流量血流量较较清醒安清醒安静静时为时为多多睡眠深度比慢波四期更深，睡眠深度比慢波四期更深，体温体温仍仍较较低，低，对对外部外部刺激的感刺激的感觉觉功能功能进进一步降低，一步降低，难难以将睡眠者从此以将睡眠者从此期立即期立即唤唤醒醒脑电脑电活活动为动为极不极不规规律的低幅快波，律的低幅快波，类类似清醒期和似清醒期和慢波睡眠一期的慢波睡眠一期的脑电变脑电变化。化。脑脑的温度的温度、脑脑血流量、血流量、脑脑耗氧量迅速增加耗氧量迅速增加呼吸心率呼吸心率也也时时而突然加快，甚至一些支气管哮喘而突然加快，甚至一些支气管哮喘病在此期睡眠中可突然病在此期睡眠中可突然发发作哮喘；心作哮喘；心脏脏病人也可病人也可能能发发作心作心绞绞痛痛内分泌内分泌活活动动脑脑下垂体分泌的下垂体分泌的生生长长激素激素和和促促肾肾上腺上腺皮皮质质激素激素以及以及肾肾上腺分泌的上腺分泌的肾肾上腺皮上腺皮质质激素激素在慢波睡眠中比在白天清醒在慢波睡眠中比在白天清醒时时增多。增多。生生长长激素激素分泌迅速降低，性腺和分泌迅速降低，性腺和肾肾上腺皮上腺皮质质分泌分泌活活动动增增强强。生殖器充血，分泌物增多或。生殖器充血，分泌物增多或阴茎勃起阴茎勃起（P171P171）、遗遗精等精等做梦做梦梦少。即使做梦，梦境平淡、生梦少。即使做梦，梦境平淡、生动动性性弱，概念性和思弱，概念性和思维维性性较较强强。梦梦魇魇或或恶恶梦惊醒者多梦惊醒者多发发生在慢波睡眠生在慢波睡眠第四期。此第四期。此时时睡梦者醒后只能睡梦者醒后只能陈陈述恐述恐惧感，被追捕或掉入深渊等危惧感，被追捕或掉入深渊等危险险境界，境界，不能不能陈陈述梦境的全部故事情述梦境的全部故事情节节。从异相睡眠中从异相睡眠中唤唤醒后，醒后，8080以上的人声称正在以上的人声称正在做做梦梦，尚可，尚可陈陈述梦境的故事情述梦境的故事情节节，形象生，形象生动动以以视觉视觉变变幻幻为为主主眼球快眼球快速运速运动动无无出出现现眼球快速运眼球快速运动动，约约每分每分钟钟6060次左右。眼次左右。眼电现电现象象显显著加著加强强，在，在桥脑桥脑、外、外侧侧膝状体和枕叶皮膝状体和枕叶皮层层中中可可记录记录到周期性的高幅放到周期性的高幅放电现电现象，称之象，称之为为PGOPGO波波（二）成人的睡眠觉醒周期：（二）成人的睡眠觉醒周期：1.夜间睡眠夜间睡眠8h的过程是：的过程是：开始为睡眠的潜伏期，接着进入SWS状态，迅速由第1期依次进入第4期并持续一段时间。在入睡后的6090 min内出现第一次REM睡眠；之后，进入下一个SWS睡眠，从而形成了SWSREM睡眠循环周期。以后，平均每90min左右出现一次REM睡眠，每次REM睡眠的时间依次递增。整晚共有4个SWS-REM周期，每个周期持续时间将近2 h。2.夜晚睡眠的时间分配是：夜晚睡眠的时间分配是：5为慢波1期，50为慢波2期，10为慢波3期，10为慢波4期，25为快波睡眠。3.决定睡眠质量的是：决定睡眠质量的是：在于慢波睡眠4期和快波睡眠所占总睡眠时间的比例。因此，剥夺睡眠后，恢复睡眠必须增加SWS 4期睡眠和REM睡眠来作为“补偿”。一、失眠一、失眠对非器质性失眠的诊断：1主诉入睡困难/难以维持睡眠/睡眠质量差2这种睡眠紊乱每周至少发生三次并持续一个月以上3日夜专注于失眠，过分担心失眠的后果分类入睡困难保持睡眠困难早醒原因心理因素环境因素疾病和药物因素的影响生物节律异常镇静药依赖二、睡眠障碍二、睡眠障碍1）松弛疗法l呼吸松弛训练：连续呼吸20次以上1015次/min吸气握拳，呼气松开思想专一，排除杂念l想象松弛训练：让人放松的场景想象内容最好是自己经历过的l自我暗示松弛训练2）睡眠限制疗法l通过减少花在床上的非睡眠时间来提高睡眠效率。每天都必须同一时间起床，而且不要在白天打盹。（1）一周睡眠日记：几点上床、几点睡着、几点醒；（2）睡眠时间和睡眠效率：卧床8h，睡着4h，睡眠时间4h，睡眠效率50%；（3）本周每晚可躺在床上的时间：4h，固定起床时间（4）睡眠效率90%，则下周可提早1530分钟上床；如果睡眠效率在80%90%间，则下周维持原来时间；如睡眠效率低于80%，则下周上床时间要推迟1530分钟。3）刺激控制疗法原理：与睡眠建立关系，不与失眠的条件建立原理：与睡眠建立关系，不与失眠的条件建立联联系系基于行基于行为为主主义义的条件反射的条件反射1.1.除了睡觉以外，其他时间不要待在床上或卧室里除了睡觉以外，其他时间不要待在床上或卧室里2.2.30分钟如仍睡不着，必须起床离开房间，做些温和的事，只在真正有了睡意时才上床3.整夜之中整夜之中,只要中途醒了而又不能迅速再入睡只要中途醒了而又不能迅速再入睡,都应按都应按 上条的方法办上条的方法办4 4.无论夜间睡眠好坏，早上醒了就起床5.避免白天打盹或午眠二、睡眠呼吸暂停二、睡眠呼吸暂停一个人夜间睡眠时，呼吸停止持续的时间超过10秒即被认为呼吸暂停诊断：如果这种呼吸暂停频繁发生每小时出现5 5次以上或7小时的睡眠过程中超过3030次，积年累月，不进行有效的治疗，就会造成严重后果，出现一系列的病理生理改变，可以诊断为睡眠呼吸暂停综合征。三、发作性睡病三、发作性睡病发作性睡病：是以不可抗拒的短期睡眠发作为特点的一种疾病。影响：消极情绪，尴尬，影响生活质量，危及生命什么原因引起发作性睡病遗传因素可能与脑干网状结构上行激活系统功能降低或桥脑尾侧网状核功能亢进有关。部分病人可有脑炎或颅脑外伤史。乙酰胆碱突触的过度反应一、睡眠发作。病人经常处于觉醒水平低落状态，下午尤为明显，饭后或温暖环境中尤易发病，每次发作持续数秒至数小时，一般十几分钟，可唤醒。一日可发作多次。二、猝倒症。约70%病人可伴发，尤易在情绪激动时发作，如欢笑、焦虑、恐惧等均可诱发。常突然发生短暂的全身性肌张力降低和运动抑制而跌倒或跪下，轻者可仅有肢体的软弱无力。三、睡眠瘫痪。约20-30%的病人有睡眠瘫痪发作，常于睡醒后或入睡时发生。病人意识虽然清醒，但全身无力和不能活动，一般历时数秒钟至数分钟而恢复。四、睡眠幻觉。约30%病人有睡眠幻觉，常于入睡时发生。可有各种幻视、幻听，内容多数鲜明，多属不愉快的日常经历，也可和睡眠麻痹伴发。夜间睡眠常多梦和易醒。症状慢波睡眠的常见障碍慢波睡眠的常见障碍（出现于幼儿慢波睡眠第四期）：（出现于幼儿慢波睡眠第四期）：夜尿症(Nocturnal enuresis)梦游症(Somnabulism)夜惊症(Nightterrors)睡中遗尿睡中遗尿阶段：NREM睡眠3、4阶段表现：不能控制排尿，在睡眠期间反复出现不自主的排尿者；没有记忆好发年龄：儿童，多数在长大后自愈治疗：药物、针灸、脐疗夜惊（夜惊（night terror，睡中惊恐），睡中惊恐）阶段：NREM睡眠4阶段表现：睡眠中突然惊醒，两眼直视，表情紧张恐惧，呼吸急促，心率增快，伴有大声喊叫、骚动不安，发作历时12分，发作后又复入睡，晨醒后对发作不能回忆。好发年龄：儿童，多数在长大后自愈。成人患病者常有焦虑症，或可能存在未查明的内脏疾病。治疗：安定梦魇（梦魇（nightmare）“鬼压身”阶段：REM睡眠时段表现：梦中惊叫或幻觉有重物压身，不能举动，欲呼不出，恐惧万分，胸闷如窒息状，能够回忆好发年龄：37岁儿童，多数在长大后自愈。原因：1.睡前不愉快；2.紧张；3.睡眠姿势不好；4.上呼吸道疾病引起呼吸不畅或患肠道寄生虫病；5.过量进食，胃部胀满。治疗：一般需要药物治疗；严重安定睡行症（睡行症（somnambulism 梦游）梦游）阶段：NREM睡眠的3、4阶段表现：在睡眠中无意识地起来并完成复杂动作的症状，自己不知道；530min好发年龄：多出现在儿童时期，1%6%，男女；成人少，病态行为原因：遗传、发育因素、心理紊乱、发热性疾患治疗：一般无需特殊治疗；不要强行叫醒睡行症发作的孩子思考：思考：思考：思考：人在REM做梦时身体处于什么状态？如果不是这种状态，人又会怎么做呢？磨牙（磨牙（磨牙（磨牙（sleep sleep bruxismbruxism）NREM睡眠第2阶段儿童和年轻人常见成人：压力，或有牙齿或下颚的问题。后果：牙齿磨损，牙周破坏，牙齿松动三、为什么需要睡眠（三、为什么需要睡眠（P175179）为什么要睡觉？为什么要睡觉？睡眠有什么特殊的生物意义？睡眠有什么特殊的生物意义？睡眠可能的生物功能：1.保存能量保存能量2.有利于有利于躲避躲避猎食动物猎食动物3.恢复疲劳恢复疲劳4.有助于信息加工有助于信息加工睡眠剥夺的实验研究睡眠剥夺的实验研究睡眠的剥夺：睡眠的剥夺：休息和从疲劳中恢复是睡眠的重要功能之一。从更休息和从疲劳中恢复是睡眠的重要功能之一。从更积极的意义上理解，睡眠还有促进生长发育、易化积极的意义上理解，睡眠还有促进生长发育、易化学习、形成记忆等多种功能学习、形成记忆等多种功能。睡眠剥夺所引起的危害依据人的性格不同而表现出睡眠剥夺所引起的危害依据人的性格不同而表现出很大差异。很大差异。睡眠剥夺不仅引起心理活动障碍，睡眠剥夺不仅引起心理活动障碍，而且对生理活动也有重要影响。而且对生理活动也有重要影响。剥夺形式：全部睡眠剥夺睡眠的剥夺睡眠的剥夺部分睡眠剥夺选择性睡眠剥夺睡眠实验室慢波睡眠的功能：睡眠对大脑的恢复效应比对身慢波睡眠的功能：睡眠对大脑的恢复效应比对身体的恢复效应更重要体的恢复效应更重要运动对睡眠的影响心理活动对睡眠的影响快速眼动睡眠的功能快速眼动睡眠的功能大脑的发展与REM有关为什么成年人也有REM？四、睡眠和觉醒的生理机制四、睡眠和觉醒的生理机制（一）巴甫洛夫的睡眠理论（二）脑干网状结构的重要作用（三）睡眠的脑化学机制：（一）（一）巴甫洛夫的睡眠理论巴甫洛夫的睡眠理论1 1、睡眠的本质是大脑皮层起源的广泛扩散的、睡眠的本质是大脑皮层起源的广泛扩散的内抑制内抑制；2 2、这种抑制在皮层中和向皮层下脑结构扩散过程中存、这种抑制在皮层中和向皮层下脑结构扩散过程中存在一定的时相，构成从觉醒到完全睡眠的过渡，即催眠在一定的时相，构成从觉醒到完全睡眠的过渡，即催眠相；相；3 3、梦梦是由于内外环境因素的影响，在普遍抑制背景上是由于内外环境因素的影响，在普遍抑制背景上大脑皮层细胞群局部的兴奋活动。大脑皮层细胞群局部的兴奋活动。证据证据1：1937年，著名生理学家布瑞莫年，著名生理学家布瑞莫(Bremer)，建立了，建立了猫的孤立脑猫的孤立脑(Isolated brain)标本，孤立头标本，孤立头(Isolated head contents)标本。标本。孤立脑孤立脑(Isolated brain)标本：标本：在中脑四叠体的上丘和下在中脑四叠体的上丘和下丘之间横断猫脑，此后猫陷入丘之间横断猫脑，此后猫陷入永久睡眠状态永久睡眠状态；脑干中间横断脑（桥脑中部横断），动物脑干中间横断脑（桥脑中部横断），动物7090%时间处于觉时间处于觉醒状态醒状态；孤立头孤立头(Isolated head contents)标本：标本：在脊髓和延脑在脊髓和延脑之间横断猫脑，则猫保持之间横断猫脑，则猫保持正常的睡眠与觉醒周期正常的睡眠与觉醒周期。证明：在延脑至中脑的脑干中，存在着调节睡眠与觉醒的脑中枢。证明：在延脑至中脑的脑干中，存在着调节睡眠与觉醒的脑中枢。（二）（二）脑干网状结构的重要作用脑干网状结构的重要作用把脑干上部的网状结构称为上行网状激活系统把脑干上部的网状结构称为上行网状激活系统(Ascending reticular(Ascending reticular activeitingactiveitingsystem)system)。证明脑干网状结构在睡眠与觉醒的机制中具有重要作证明脑干网状结构在睡眠与觉醒的机制中具有重要作用。用。迄今仍将脑干上部的网状上行激活系统看成是维持觉迄今仍将脑干上部的网状上行激活系统看成是维持觉醒的重要脑结构。醒的重要脑结构。证据证据2：1949年，意大利，著名电生理学家马鲁吉和马贡年，意大利，著名电生理学家马鲁吉和马贡(Moruzzi and Magoun)，电刺激脑干网状结构引起动，电刺激脑干网状结构引起动物的觉醒反应。物的觉醒反应。（三）睡眠的脑化学机制：1、睡眠的化学控制睡眠是有规律的睡眠是有规律的宽吻海豚的实验（宽吻海豚的实验（Mukhametov,1984Mukhametov,1984）腺苷，在控制睡眠中起主要作用腺苷，在控制睡眠中起主要作用(BeningtonBenington et et alal,1995),1995)2、觉醒的神经控制乙酰胆碱、去甲肾上腺素、乙酰胆碱、去甲肾上腺素、5-5-羟色胺、组胺、下羟色胺、组胺、下丘泌素丘泌素 五、生物钟五、生物钟:睡眠周期与生物节律睡眠周期与生物节律生理节律：行为或生理过程的日常变动规律。生理节律：行为或生理过程的日常变动规律。“体内有一个闹钟体内有一个闹钟”。例：匿藏在房间里的小白鼠，该房间每天保持例：匿藏在房间里的小白鼠，该房间每天保持12h照明，它的生理节律将会如何？如果灯整照明，它的生理节律将会如何？如果灯整体开着体开着/关着，又将如何？关着，又将如何？大多数的哺乳类的内部钟有大多数的哺乳类的内部钟有25h。计时器：一种刺激（通常是黎明的阳光），重计时器：一种刺激（通常是黎明的阳光），重新设定负责生理节律的生物钟。新设定负责生理节律的生物钟。下丘脑的视交叉上核 1972年，大鼠最重要的生物钟，作为多种生物节律调节（喝水、进食和激素分泌等）的重要中枢，影响着睡眠与觉醒周期，主要作用于觉醒和慢波睡眠间的节律关系。近日节律的输入途径视交叉上核是如何控制生理节律的？1987年，年，Lehman等人损伤了动物的视交叉上核等人损伤了动物的视交叉上核之后，植入了一个来自动物供体新的视交叉上核。之后，植入了一个来自动物供体新的视交叉上核。这些移植体成功地建立了生理节律。这些移植体成功地建立了生理节律。1996年，年，Silver等人，仓鼠，半透膜等人，仓鼠，半透膜视交叉上核依靠释放化学信号来控制某些功能。视交叉上核依靠释放化学信号来控制某些功能。松果腺对视交叉上核的输入做出反应，并在夜间分泌褪黑素。季节节律的调节：松果腺和褪黑素思考：我们的祖先，日出而息，日出而落。自从人类学我们的祖先，日出而息，日出而落。自从人类学会了用火，也就学会了坐在火前熬夜。那么，我会了用火，也就学会了坐在火前熬夜。那么，我们晚睡晚起的习惯会损害我们的智力和生理能力们晚睡晚起的习惯会损害我们的智力和生理能力吗？吗？