睡眠和觉醒 .ppt

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1、绪论绪论v在地球上，每一种多细胞动物都有24h的睡眠和觉醒节律。几乎所有的生物都要睡觉。v1 姿势不同v2 时间不同v睡眠的特征之一是没有行为，它是一个不活动的时期，此外外界刺激唤醒的阈限提高，思想停止，有利于消除疲劳，保存能量。绪论绪论v所以睡眠和觉醒一样都是生命活动所需的一种生理现象。v自20世纪60年代以来，脑电图技术的应用，人们对睡眠的研究获得了新的进展，并找到一些可以确定不同的睡眠状态的脑电图指标。返回第一节第一节 睡眠睡眠-觉醒周期及其阶段觉醒周期及其阶段睡眠-觉醒周期是生理节律之一，人的睡眠可以分为两种类型：慢波睡眠和快波睡眠。v慢波睡眠v快波睡眠v人类睡眠的情况v 睡眠的泛化v

2、个体的一生中睡眠变化 一一 慢波睡眠慢波睡眠根据脑电活动的变化特征及行为变化的平衡性，将慢波睡眠分为4期睡眠1期 又称“入睡期”睡眠2期 又称“浅睡期”睡眠3期 又称“中睡期”睡眠4期 又称“深睡期”一一 慢波睡眠慢波睡眠v睡眠睡眠1期期 又称又称“入睡期入睡期”，又叫，又叫“过渡睡眠过渡睡眠”刚刚睡下时，行为上安静困倦，开始进入睡眠状态 脑电活动从清晰安静状态8-13次/分节律变得不规则，约10分钟，波减少，出现波，频率快慢结合，波型平坦，此期非常易于唤醒，有许多人在此阶段醒来并不自知觉得睡觉了，虽然他们曾经对要求他们回答的问答或者其他信号失去过反应。一一 慢波睡眠慢波睡眠v睡眠睡眠2期期

3、又称又称“浅睡期浅睡期”此期被试对外界环境全无反应，已经入睡，并发出鼾声，闭着眼，眼球有很不协调地慢慢转动，但被叫醒后却称自己尚未睡着，此期大约持续15分钟。此期脑电活动更不规则，波完全消失，在4-7次/秒波的背景上出现13-16次/秒的睡眠纺锤波，环境中出现意外声音，脑电图上可出现高幅的k-复合波（表示脑电活动的短暂唤醒反应），这个阶段多是在夜间睡眠的早期。一一 慢波睡眠慢波睡眠v睡眠睡眠3期期 又称中睡期又称中睡期 脑电图的特征是纺锤式的阵发波和幅度很高的慢波结合，即在波背景上出现20%-50%的0.5-3次/秒波，这时期肌肉持续放松，心率和呼吸频率更慢了。处于中睡期，被试已经睡熟，但易叫

4、醒，约历时15分。一一 慢波睡眠慢波睡眠v睡眠睡眠4期期 又称又称“深睡期深睡期”脑电活动50%以上为高幅波 不但睡熟而且难以叫醒一一 慢波睡眠慢波睡眠v慢波睡眠1-4期过渡中，全身肌张力逐渐减低，心率和呼吸逐渐变慢，体温和脑温减低，血压减低但脑血流量较清醒安静时为多，胃肠蠕动增加，胃液泌量增多，闭眼偏瞳，发汗功能有所增加。v脑下垂体分泌的生长激素和促肾上腺皮质激素以及肾上腺皮质激素比白天清醒时增多，特别是生长激素在睡眠4期分泌达高峰，说明慢波睡眠与生长发育和体力恢复有关。返回二二 快波睡眠快波睡眠 在慢波睡眠之后，会出现完全不同的一种睡眠类型快波睡眠。突然间脑电图表现出一种类似警觉时的低幅快

5、波的模式。如果按照脑电图的表现，此期睡眠是很浅的。但是，与身体姿势有关的颈肌的张力却完全松弛，所以这种状况就被称为异相睡眠。同时，最显著的特点是被试者眼球在快速转动，约每分钟60次，因此又称为快速眼动睡（REM）。这是从行为上看是绝对睡着了。二二 快波睡眠快波睡眠 然而，却出现许多特异的生理变化。体温仍较低，但脑的强度，脑血流量，脑耗氧量迅速增加，心率，血压，呼吸出现爆发式变化，甚至一些支气管患者，可突然发作哮喘，心脏病患者也可能发作心绞痛，高血压患者发生脑出血。内分泌活动的特点是生长激素分泌迅速降低性腺和肾上腺皮质分泌活动增加，男子阴茎勃起，遗精，女性阴道壁分泌物增多。返回 三三 人类睡眠的

6、情况人类睡眠的情况v整夜的睡眠情况 年轻成人的整个睡眠时间一般不到8小时，不同睡眠状态的时间分配大致是这样的。阶段2占整个睡眠时间的45%-50%，快波睡眠占25%，其余状态占25%-30%。一夜之中有4到5次重复的周期循环。一个周期约90-110分钟。在一个周期中各阶段的转变是很规则的。夜间早期的周期较短，3和4期的慢波睡眠占的时间比例大。后半夜的睡眠：3-4期变短，而BEM睡眠更长了。在醒之前可长达40分钟。在一个周期中REM睡眠之后常常紧跟着就是阶段2。这种次序是极其规律的。三三 人类睡眠的情况人类睡眠的情况v人类睡眠模式的变化 人类睡眠的情况很不一样。差别：1 成熟 2 机能状态 a

7、紧张 b 药物 c 外界刺激 3 个性 a 自认为睡眠时间多的人，平均有121分钟的REM 差别主要不同是用于REM睡眠的时间不同 有情绪紧张和中等程度的抑郁，优柔寡断，有更多的忧虑者睡眠时间长 b 睡眠短的REM只有56分钟的REM 心理差别：更爱社交，精神不太紧张，有效率，精力充沛，友好，干练，乐观 者睡眠时间短 返回 睡眠的泛化v各种动物睡眠时间和异相睡眠差别巨大 举例见书P363v1 一天的活动和休息时间的分配 2 至少观察多天的一个长时间的不活动时期 3 在不活动时期对外界刺激的唤醒反应阈限的提高情况 4 慢波和有关的不活动状态 5 REM睡眠时间的长短和分配 6 物种典型的睡眠处所

8、和典型的睡眠姿势 返回 四 个体的一生中的睡眠变化 在任何一种生物中，一生中的睡眠和觉醒周期都随着年龄变化，这种变化在个体发育的早期更为显著。在人类5-6岁之前，慢波睡眠的四个阶段的脑电图特征还不明显。四 个体的一生中的睡眠变化v（一）（一）从婴儿到成人睡眠的变化从婴儿到成人睡眠的变化v1 婴儿的睡眠（发育不成熟）（1）人类降生后的头两个星期内，有一半的睡眠是REM睡眠，而且可以从醒直接进入REM睡眠状态（2）人类16个星期后才有明显的睡眠周期（3）婴儿睡眠的另一特点是状态的转变多，各阶段的平均时间短 a 早产婴儿的睡眠时间比足月婴儿的睡眠时间多 b 有些动物生下来发育比较成熟，它们的睡眠模式

9、随着年龄变化的情况不太明显 c 智力落后儿童REM睡眠数量大为减少四 个体的一生中的睡眠变化v2 老年人的睡眠 a 中年人的整个睡眠时间减少，同时一夜间唤醒的次数增加 b 常患失眠，可能与白天的小睡有关 c 老年人3-4阶段的比率大为减少，60岁时只有青年的55%d 患老年痴呆的人其睡眠的3-4阶段都显著减少 四 个体的一生中的睡眠变化v3 睡眠变化功能含义 婴儿REM睡眠占优势表明 a 给神经系统的成熟提供重要的刺激 b 对短期记忆的巩固有重要作用 c 信息变化反映了信息加工能力发展速度的相应变化四 个体的一生中的睡眠变化v（二）导致睡眠和影响睡眠时间的因素 周围的各种刺激，社会生活和生理状

10、况都能影响睡眠时间和模式。四 个体的一生中的睡眠变化v睡眠的剥夺 人们都知道部分或全部剥夺睡眠会使人困倦v1 睡眠剥夺期间的精神障碍 长时间的完全剥夺睡眠对行为的影响因人而异，与人的个性和年龄因素有关。8-9天的全部的睡眠剥夺，有些被试偶尔出现了幻觉。超过100小时的睡眠剥夺，只有极少数的人表现了精神病的症状四 个体的一生中的睡眠变化 最普遍的行为变化是：易怒，精神难以集中，偶尔的糊涂 EEG变化最明显的是波的幅度明显的逐渐下降，产生类似癫痫患者的EEG和行为特征。被试完成工作任务的能力好像一个用过多时的爱熄火的发动机，运转时常会熄灭。四 个体的一生中的睡眠变化v2 失眠的补偿 第一夜睡眠的阶

11、段4和正常的情况不同，时间增加了很多。REM睡眠也显著增加。阶段2和3也有所增加，阶段1和醒的时间少了，似乎要经过三天以后才能恢复正常的睡眠。剥夺REM睡眠，被试恢复睡眠时REM的时间也增加，但补偿REM睡眠的过程与补偿全部睡眠剥夺的情况有所不同。四 个体的一生中的睡眠变化v3 药物对睡眠的影响 药物诱导睡眠的效果，取决于药物的剂量，服药测量的时间以及停药的方式 最古老的睡眠药物就是酒，它主要抑制EM睡眠,服用抗抑郁药或兴奋剂后REM睡眠显著受压抑。药瘾和REM睡眠之间有明显的关系，抑制REM睡眠和产生REM反跳的药物也都是能上瘾的药物。四 个体的一生中的睡眠变化（1）长期服用安眠药会失去安眠

12、的效果，往往要增加服用剂量（2）在服药期间可引起睡眠模式的改变。大多数的安眠药在初服时都减少了REM睡眠，特别是减少前半夜的REM睡眠，对药物逐渐适应的明显表现是REM睡眠的恢复。突然的停药又会使REM睡眠急剧增加以至于使人感到很不舒适，更严重的问题是影响醒的行为，通常是嗜睡。四 个体的一生中的睡眠变化v4 昼夜节律和睡眠 睡眠和外界的许多刺激，特别是24小时中的明暗周期有关 睡眠似乎与24小时体温节律时间有关系 总的来说，睡眠和觉醒的节律和脑内其他生物节律节律的波动有关。四 个体的一生中的睡眠变化v（三）睡眠时的心理活动 睡眠包含着不同阶段，而许多脑内细胞也在 继续工作着，只是工作的方式可能

13、有所不同。1 睡眠时的心理经验：梦的世界 梦大都在REM睡眠阶段，另外阶段的梦只 占10%-15%（1）REM睡眠的梦显然具有视觉梦幻的特点，而慢波睡眠的梦更多的是思维类似。四 个体的一生中的睡眠变化v（2）REM的梦常常是包含有怪异的知觉经验的故事。（梦+看到某种录像，听到声音，嗅到气味，做了某些事情）。慢波睡眠时的梦是思想多于录像，他们报告是在思考某些问题，而不是自己在做什么。v（3）90%的梦都是有故事和直觉经验的，所以对REM睡眠与做梦有密切联系的判断依然是正确的。v（4）睡眠前半段的梦多是针对现实的，这些梦的细节往往把白天的经验综合进去，出现的事情也是有次序的。相反的，睡眠后半段梦的

14、内容变得怪异，事情的次序和内容更带有强烈的情绪特色和荒诞性质。四 个体的一生中的睡眠变化梦是否预示未来或反映被压抑的欲望（1）认为梦是人体的一种基本体力恢复过程的副产物，它本身没有什么意义（2）认为梦能满足一个人的欲望，解决某种思想问题四 个体的一生中的睡眠变化v2 学习与睡眠 睡眠时许多脑细胞似在积极活动，那么睡眠中能否学习到什么呢？（1）白天的学习经验能影响睡眠的模式（2）REM睡眠和积极巩固有一定关系（3）REM睡眠可能对白天的经验起一种过滤器的作用四 个体的一生中的睡眠变化v3 睡眠和唤醒阈限 测量睡眠深度的方法一般是测量在不同的睡眠阶段唤醒的刺激的最低强度（1）在慢波睡眠进入REM睡

15、眠的时候最难唤醒（2）在REM睡眠期间，眼动最频繁时唤醒阈限是最高的。（3）呼唤睡眠者自己的名字唤醒的阈限最低 返回关于梦的理论v 一 Freud理论（1899）他认为梦都是有意义的，梦代表了人的愿望的满足。在梦的解析中他认为，梦是潜意识心理现象的自我表演。人在睡眠中，自觉的意识活动已经停止，出现的梦境是潜意识最生动，最典型，最真实的表演。根据梦的研究，他了解了人类精神活动的内在规律，并创立了精神分析理论。关于梦的理论v二 激活-综合理论 现代研究认为，做梦期间，来自房间的各种刺激通过脑桥，激活皮层不同部分，皮层赋予这些刺激情节并编成故事。在快波睡眠时，脑被唤起准备加工信息，由于环境提供的信息

16、少，做梦者就提取记忆里的信息，经过处理使之形象化。也就是说，在睡眠时，我们并没有与外界失去联系。我们会将许多外界刺激编入梦中，至少是可以改良的方式。关于梦的理论v三 临床-解剖理论 梦起源于唤醒刺激，部分来自于环境刺激，大多数来自于内部，基于动机和近记忆，来自于环境的冲动传入能强化内部的刺激，但不是必需的，也不会直接影响梦的内容，但是目前并不是以正常的方式唤醒刺激作出反应。每个人每晚都要做梦，一个人每夜一般会做4-6个梦，前半夜梦较贫乏，后半夜梦较长。根据研究，人整夜共有1-2h的时间是在做梦。关于梦的理论v首先，视觉皮层的活动被抑制，因此外界的视觉信息就可能与来自内部的刺激竞争。v其次，运动

17、皮层和脊髓的运动神经元被抑制，唤醒刺激就不会引起动作。前额叶的运动被抑制，前额叶对记忆和思维逻辑的加工很重要，失去了监督者。梦就变得随意和荒诞。做梦时，两处皮层被激活，顶叶下部和枕叶。顶叶下部损害的患者视空间知觉和体象障碍，他们也不会做梦。枕叶和颞叶的视觉皮层也与做梦有关。这些部位损害的患者会做梦，但梦中无视觉图像。关于梦的理论 总之，这种观点认为，来自内部的或者外部的刺激激活顶，枕和颞叶，而枕叶的视觉辨别能力受抑制。前额叶的审查机制失灵。因此，梦就演绎为幻觉。无法用实验证明。第二节 睡眠与觉醒的神经机制v绪论v维持觉醒的神经机制v睡眠的神经机制v生物节律的神经机制绪论 睡眠不是脑活动停止的被

18、动过程，而是中枢神经系统积极主动过程。一天中为什么有睡眠和觉醒的交替？我们又是如何进入睡眠状态的？又是怎样从睡眠觉醒的？等等。通过研究，证明脑内存在着一些关键性的结构，其生理、生化过程维持和转换对睡眠和觉醒具有重要作用。返回一 维持觉醒的神经机制v（一）脑干的上行网状激活系统1 在中脑和前脑之间离（切）断，动物会进入持久的睡眠状态。2 阻断脊髓和延髓的感觉传入，动物仍保持正常的觉醒-睡眠周期，原因是离断中脑是由于损害了网状结构。网状结构有着广泛的上行和下行纤维联系。上行纤维投射到丘脑和基底前脑，释放乙酰胆碱和谷氨酸，引起突触兴奋。通过丘脑和基底前脑引起皮层的广泛唤醒。这个维持觉醒的脑干上部网状

19、结构，被称为上行网状激活系统。3 电极，电生理学技术应用，证明4 脑电图，行为学证明一 维持觉醒的神经机制v（二）其他脑区 唤醒特殊刺激的指向注意，储存记忆的准备状态等。表9。可以唤醒醒觉，需要多个脑区互相合作。1 破坏蓝斑上部后，动物脑电图快波明显减少，但有感觉刺激传入，动物仍然能被唤醒，但作用很短暂，感觉刺激停止，唤醒作用随之消失。以上蓝斑上部与维持觉醒有关系。（蓝斑的功能对于储藏状态非常重要，在睡眠时它处于不活动状态，这可以解释为什么我们很快地忘记大多数的梦）一 维持觉醒的神经机制2 破坏中脑黑质多巴胺神经元，动物觉醒功能障碍3 损害基底前脑导致唤醒水平降低，学习和注意功能受损害，而慢波

20、睡眠却增加。4 组胺也是兴奋性神经递质，通过下丘脑，引起唤醒状态，抗组胺药可以引起嗜睡。返回二 睡眠的神经机制v1 1931瑞士生理学家 Hess 以低电压，低频率刺激猫的间脑，使猫进入睡眠状态。根据这些发现他认为：睡眠是由调节皮层细胞兴奋性的丘脑-皮层系统在节律的活动所诱发的主动过程。v2 比利时生理学家 F.Bremer 他证明在这延髓至中脑的脑干中，存在着调节睡眠和觉醒的脑中枢。二 睡眠的神经机制v3 1974年法国的M.Touvet 中缝核通过分泌5-HT引起慢波睡眠，蓝斑通过分泌去甲肾上腺素引起快波睡眠，它们都抑制网状激活系统的唤醒功能。v4 最近（2003年）克利福特.赛波尔等科学

21、家。报告说：下丘脑腹侧视前核是人类控制睡眠的总开关。打开时，大脑中所有的觉醒与意识有关的细胞均被关闭。关闭时，大脑则处于觉醒状态。此区神经细胞产生-氨基丁酸，是抑制性神经递质，用于抑制其他大脑细胞的活化。二 睡眠的神经机制v（三）调节慢波睡眠和快波睡眠的神经机制v1 慢波睡眠的神经递质（1977）（1）是由中缝核的前核细胞合成的5-HT引起的（2）孤束核，位于延髓，是味觉和内脏感觉的神经核，低频电刺激可引起睡眠行为的表现。（3）视前区（位于下丘脑的视交叉之前的部位）（4）大脑半球基底部的前脑区。二 睡眠的神经机制v2 快波睡眠的神经机制 脑桥网状大细胞，丘脑的外侧膝状体和蓝斑中部等结构与快波睡

22、眠的启动。眼动方向和PGO波的发放有关。蓝斑头部的去甲肾上腺素神经元与快波睡眠的停止有关，蓝斑核尾部和近髓网状大细胞核与快波睡眠时肌肉张力的消失有关。二 睡眠的神经机制v正电子发射层描技术（PET）对快波睡眠时脑的活动结果显示：脑桥和边缘系统的活动增加，视觉皮层、运动皮层和前额叶的活动降低，部分顶叶和颞叶皮层活动增加，这些结果也提示与做梦有关。返回三 生物节律的神经机制v扰乱生物钟的可靠方法是是损坏丘脑的一个关键部位视交叉上核1 生物钟有着独立和牢固的机制2 视交叉上核在调节睡眠和体温的生物节律方向发挥主要作用3 单个视交叉上核细胞也能维持生物节律4 生物节律是由视交叉上核决定而不是脑的其他部

23、位决定的 视交叉上核的生物节律是受基因表达所控制的，已发现两个基因参与控制生物节律；早上表达少量蛋白质，白天合成增加，晚上达到高水平引起睡眠，夜间基因停止表达，蛋白质浓度下降，直到第二天早晨。返回第三节 睡眠的功能和功能失调v睡眠的功能v睡眠的障碍一 睡眠的功能v1 消除疲劳，恢复体力 睡眠是消除身体疲劳的主要方式。因睡眠期间胃肠道功能及其有关脏器合成并制造人体的能量物质以供活动时用，使基础代谢降低，从而使体力得以恢复。强体力或脑力劳动后睡眠明显增加，只能轻微增加睡眠量。v2 保存能量v3 适应生态需要，有利于躲避猎食动物一 睡眠的功能v4 促进身体发育和脑的发育（1）垂体分泌生长激素，甲状腺

24、激素有明显周期，血中生长激素含量夜间最高，说明睡眠有助于未成年人机体的生长发育。（2）快波睡眠与脑的生长发育有密切关系 快波睡眠中蛋白质合成增加与信息编码，短时记忆以及长期记忆储存有关。有人认为儿童期接触很多新生事物，需要编码和储存的信息较多，睡眠也较多，慢波睡眠也多，老年人需要学习内容减少，睡眠也减少。5 对记忆的影响许多实验支持快波睡眠与记忆的储存有关，特别是对学习后一段时间内记忆的巩固具有重要意义。返回 二 睡眠的障碍v二 睡眠的障碍 睡眠障碍很常见，主要表现形式有失眠，觉醒障碍等。v 1 失眠 是睡眠缺乏或不能入睡，表现在睡眠时间，睡眠深度和体力恢复方面的不足。（1）分类：入睡困难；保持睡眠困难型；早醒型。（2）原因：二 睡眠的障碍 A 心理因素 慢性失眠者的共同心理特点是抑郁，焦虑，易于疲倦乏力以及对健康过于关心，表明这些人的情绪一直处于慢性唤醒状态。情绪问题可能是70%失眠的真正原因，消极的心理特质。失眠者对入睡时间估计往往过长，而对睡眠时间的估计往往又过短，与EEG记录实际结果又明显差异，表明这些人 对失眠本身也有较高的心理压力。个人的不良自我暗示是导致失眠甚至使失眠长久不愈的重要心理机制。二 睡眠的障碍vB 环境与外在因素 噪音，光线，环境改变，咖啡，酒，烟vC 疾病和药物作用 疼痛，哮喘，咳嗽，心悸vD 生物节律异常 体温下降入睡；体温上升醒来vE 镇静药依赖