睡眠与觉醒的脑机
第十二讲__脑的节律——睡眠和觉醒..
动占优势。
快速动眼睡眠（REM）—做梦的阶段 年轻人中出 现频率较高的 的梦境内容多 与日间的生活 经历和体验有 关，且往往是 日间生活中不 便表达的或不 愿想到的。
梦的释疑
梦只在快速动眼期出现，如果醒来时正好是在快速动眼
期，那么你就能知道自已做梦。反过来，如果醒来时正 好是在非快速动眼期，那么你并觉得自已没做梦。
.睡眠发生的机制
传统的医学观点认为： 睡眠是由于大脑中枢内发生了一 个主动过程而造成的，大脑中枢内存在着产生睡眠的中枢 。有研究认为，在脑干尾端存在能引起睡眠和脑电波同步 化的中枢。这一中枢向上传导可作用于大脑皮层（有人称 之为上行抑制系统），并与上行激动系统的作用相对抗， 从而调节着睡眠与觉醒的相互转化。
实际上，人每晚都要经过4-5次快速动眼期，此时都会有
梦的出现，也就是每天都要要做4-5次梦，关键是你都遗 忘了，除非你做梦时醒了，就会记住这次的梦，让你感 觉整晚上都在做梦。
古时将梦与“灵魂”联系在一起，有人认为“梦是离开
肉体的灵魂。
弗洛伊德认为，被压抑的欲望刺激神经系统产生梦的原
动力，欲望以象征的方式在梦中得到满足。
同的中枢神经递质系统功能联系了起来，睡眠可能与脑干 内5-羟色胺递质系统、去甲肾上腺递质系统等系统有关。
由于中枢神经递质研究的进展，已把睡眠的发生机制与不
觉醒发生机制
在人类的临床研究中，神经学家也注意到中脑和间脑后部的损伤可以引起嗜睡和昏迷，因此在20世纪 30年代认为睡眠的调节中枢位于中脑和间脑，并且是由觉醒和睡眠中枢二部分组成，觉醒中枢位于中 脑被盖和间脑尾部。后来在对昏迷和嗜睡动物和人的研究中，发现皮层活动和觉醒行为的分离现象， 因此认识到有二套系统控制着皮层活动和觉醒行为。20世纪40到50年代许多实验证实皮层激活系统的 存在，20世纪60到70年代的研究表明脑干网状系统并非觉醒所必须，因为切断或损伤脑干如果给予足 够的时间，皮层激活最终可恢复。实际上当中脑的大面积损伤是分步逐渐进行，容许每一步损伤恢复 ，则不仅不会引起昏迷而且损伤可完全恢复。
睡眠和觉醒的生理学.ppt
睡眠所涉及到的中枢神经系统结构 和神经介质（2）
神经介质： • 诱导睡眠： 5-HT、去甲肾上腺素 • 觉醒： 乙酰胆碱（中断睡眠）、多巴胺（抑
制REM睡眠） • 其它睡眠因子： • 诱导肽（DSIP）、白介素-1、肿瘤坏死因子 • 腺嘌呤核苷、前列腺素-D
------ 睡眠所涉及到的中枢神经系统结构和神 经介质
小结
做梦
• 快波睡眠与梦 • 慢波睡眠与梦 • 关于梦的理论
– 激活-综合理论 – 临床-解剖理论
发作性睡病
• 症状
– 睡眠发作 – 瘁倒 – 睡眠麻痹 – 入睡前幻觉
• 机制
– 遗传：带有HLA-DR2/DQwl基因，多为特发性 – 继发：间脑、下丘脑和脑干病变 – 乙酰胆碱突触的过度反应
睡眠的阶段性障碍
• 梦呓 • 睡行症 • 夜惊 • 梦魇
• 睡眠的时相 • 睡眠的机制 • 睡眠障碍
二、睡眠-觉醒周期及其阶段
• 睡眠-觉醒的阶段：
– 慢波睡眠(slow wave sleep,SWS) – 快波睡眠(FWS)
• 慢波睡眠(slow wave sleep,SWS)
– 脑电图呈同步化慢波；
– 视、嗅、听、触等感觉功能暂时减退；
– 骨骼肌反射活动和肌紧张减弱；
– 副交感神经功能活动占优势：如血压↓、心率↓、 尿量↓、体温↓、代谢↓、瞳孔缩小、呼吸变慢、 胃液分泌↑、发汗功能↑等。
神经与睡眠递质
结构 释放神经递质
作用
脑桥,延髓 乙酰胆碱，谷氨酸 增加皮层唤醒水平
蓝斑
去甲肾上腺素
在觉醒状态下增加信息储存
基底前脑 多数细胞 乙酰胆碱 其他细胞 GABA
睡眠与觉醒的生理机制
慢波睡眠
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大脑皮层
松果体
视交叉上核
视交叉
下丘脑
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蓝斑核
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四、内源性睡眠肽物质的研究
早在100多年前，人们就发现巴比妥酸类的 物质有催眠作用。 1910年，法国生理学家的皮龙首次发现在被 剥夺睡眠狗的脑脊液中有诱导睡眠物质的积累， 因为将被剥夺睡眠狗的脑脊液抽取出来，注入 正常狗的脑室，会引起受体狗睡眠。
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次/秒
觉醒与睡眠中常见的脑电图
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觉醒与睡眠中常见的脑电图： α波（8-13次/秒），波幅为0-50微伏，在清醒闭 目不思考时出现。 β波（14-30次/秒），是觉醒时的兴奋脑波，典 型的低幅快波。 θ波（4-7次/秒），慢波睡眠1-2期出现。 δ波（0.5-3次/秒），波幅为20-200微伏，典型 的高幅慢波，慢波睡眠3-4期出现。 σ梭形波（大约14次/秒），为一组形似纺锤的波， 在慢波2期出现。 k-复合体，由一个正相波和一个负相波组成，在 慢波2期出现 。 2013-8-29 9
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上行 激活系统
感觉 传入
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2、 20世纪60年代以来，研究者采用脑横断 法进行的一系列实验表明，脑干在睡眠与觉醒 的调节中有重要作用： (1)脑干后端横切脑（孤立头标本），动物 保持正常的觉醒与睡眠状态。 (2)脑干中部（桥脑中部）横断脑，动物几 乎都处于觉醒状态，提示脑干网状结构后部控 制睡眠。 (3)脑干以上(中脑四叠体中部）横断脑（孤 立脑标本）后，动物处于永久睡眠状态，提示 脑干网状结构前部控制觉醒。
19-睡眠与觉醒的脑机制-文档资料
④唤醒阈低，且主诉做梦 ③出现眼球快速运动；
者少。
④唤醒阈高，且主诉做梦
者多。
第二节 睡眠时相和周期
睡眠过程中，脑反复循环于非REM睡眠相 和REM睡眠相两种状态。非REM睡眠时 间占睡眠总时间的75％左右，REM睡眠占 睡眠总时间的25％。
健康成年人的典型睡眠过程：
第三节 睡眠与觉醒的机制
在REM睡眠期为何四肢不能运动？
四、促睡因子
胞壁酰二肽 白介素-1
第四节 快速眼动睡眠和梦
梦多数发生在REM睡眠期间，对梦的解释 极大地依赖于对REM睡眠的研究。
睡眠剥夺实验
弗洛伊德关于梦的理论
“激活－合成”假说
名词解释： 精神分裂症
作业
快速眼动睡眠
简答：
试述Klüver-Bucy综合征的特点
睡眠的机制： 睡眠不是脑活动的简单抑制，而是一
个主动过程。目前认为脑干尾端存在能引 起睡眠和脑电波同步化的中枢，其上行通 路（上行抑制系统）作用于大脑皮层，与 脑干上行激动系统的作用相对抗，从而调 节睡眠与觉醒的相互转化。
调制系统工作的几条基本原则：
一、上行网状激活系统与觉醒
损毁动物脑干网状结构导致类似于非REM睡 眠的状态，提示这一部位的神经元活动是保 持觉醒所必需的
第一节 快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠
人正常的一天包括两种状态：觉醒和 睡眠
快速眼动睡眠（REM）
非快速眼动睡眠（NREM）
一、非快速眼动睡眠的特征
P409
非REM睡眠的特征可表述为“休闲的大脑， 可动的躯体”
二、快速眼动睡眠的特征
P409
REM睡眠的特征可表述为“活跃的大脑，瘫 痪的躯体”
19-睡眠与觉醒的脑机制-文档资料
睡眠与觉醒脑机制
睡眠与觉醒脑机制
目录
01. 睡眠与觉醒的生理机制 02. 睡眠与觉醒的神经机制 03. 睡眠与觉醒的基因机制
睡眠与分为非快速眼动睡眠和 快速眼动睡眠两个阶段
非快速眼动睡眠：分为浅睡眠和深睡 眠，其中深睡眠是恢复精力的主要阶 段
快速眼动睡眠：大脑活动与清醒时 相似，有助于记忆巩固和情绪调节
睡眠调节：主要由大脑中的睡眠中枢 和觉醒中枢控制，受多种因素影响， 如光照、温度、饮食等。
觉醒的生理过程
01
01
觉醒过程：从睡眠状态逐渐过 渡到清醒状态
02
02
觉醒信号：大脑接收到觉醒信 号，如光线、声音等
03
03
觉醒反应：大脑开始活跃，神 经活动增强，肌肉紧张度增加
04
04
觉醒后反应：身体逐渐适应清 醒状态，开始正常活动
睡眠与觉醒的神经递质
01
神经递质：如 乙酰胆碱、去 甲肾上腺素、
多巴胺等
02
作用：调节睡 眠与觉醒状态
03
睡眠阶段：不 同阶段有不同 的神经递质参
与
04
觉醒阶段：神 经递质参与觉 醒和警觉状态
睡眠与觉醒的神经调控
神经递质：如褪黑素、 5-羟色胺等，调节睡 眠与觉醒
睡眠周期：如快速眼 动睡眠和非快速眼动 睡眠，交替进行
睡眠与觉醒的神经机 制
睡眠与觉醒的神经网络
01
神经递质：如GABA、谷氨酸等，在睡
眠与觉醒过程中发挥重要作用
02
神经环路：如REM睡眠、非REM睡眠
等，不同睡眠阶段有不同的神经环路
03
神经细胞：如神经元、神经胶质细胞等，
在睡眠与觉醒过程中发挥重要作用
04
神经调节：如昼夜节律、睡眠压力等，
神经元调节睡眠与觉醒的生物学机制
神经元调节睡眠与觉醒的生物学机制睡眠与觉醒是人体每天必不可少的两种基本状态。
据研究发现，神经元对睡眠与觉醒有着重要的调节作用。
本文将从神经元的角度探讨睡眠与觉醒的生物学机制。
一、神经元的作用神经元是构成神经系统的基本细胞。
神经元的主要功能是负责传递电信号和化学信号，参与调节人体的各种生理过程，如运动、思考、感觉等。
神经元的调节作用对睡眠与觉醒也有着至关重要的作用。
二、睡眠与觉醒的周期性人类每天都会周期性地交替进入睡眠状态和觉醒状态。
这种周期性是由神经元调控的。
睡眠可以分为浅睡和深睡两个阶段。
在睡眠期间，脑电图呈现出低频高振幅的波形。
当人体进入觉醒状态时，大脑皮层的神经元开始活跃，脑电图呈现出高频低振幅的波形。
觉醒状态分为清醒和瞬间的覺眸運動狀態两个阶段。
三、神经元对睡眠与觉醒的调节作用神经元对睡眠与觉醒的调节作用主要是通过神经递质实现的。
神经递质是神经元中的化学信使，可以传递电信号和化学信号，参与调节身体各种生理过程。
1. 神经递质的类型主要的神经递质类型包括：乙酰胆碱、多巴胺、谷氨酸、GABA、去甲肾上腺素、血清素、组胺等。
2. 神经递质在睡眠与觉醒中的作用（1）乙酰胆碱乙酰胆碱是眼动快速期睡眠时的主要神经递质，参与调节清醒与睡眠的转换。
（2）多巴胺多巴胺是调节情绪和注意力的神经递质。
多巴胺水平过高或过低都可能导致睡眠障碍。
（3）谷氨酸谷氨酸是兴奋性神经递质，主要作用于大脑皮层。
在睡眠时，谷氨酸水平显著下降。
（4）GABAGABA是抑制性神经递质，可以抑制神经元的兴奋性，参与调节身体的松弛和安眠。
（5）去甲肾上腺素去甲肾上腺素是神经内分泌递质的一种，可以促进清醒和抑制睡眠。
（6）血清素血清素是神经递质，参与调节情绪和睡眠。
血清素水平过低会导致失眠。
（7）组胺组胺是神经递质，参与调节清醒和觉醒。
组胺水平高可以促进清醒。
四、睡眠障碍睡眠障碍是指人体正常的睡眠过程被干扰或中断，会导致人们白天感到疲倦、头痛、注意力不集中等问题。
生理学中的睡眠与觉醒
生理学中的睡眠与觉醒睡眠与觉醒在生理学中扮演着重要的角色。
人类的生物钟以及众多生理过程都与睡眠和觉醒息息相关。
本文将从不同角度探讨睡眠和觉醒对人体的影响，以及它们在生理学中的重要性。
一、睡眠的定义和睡眠周期睡眠是一种生物活动状态，是人类或动物在一定条件下由觉醒状态进入的一种可逆性的自发性行为。
睡眠周期通常被划分为几个阶段，包括非快速眼动睡眠（NREM）和快速眼动睡眠（REM）。
1. NREM睡眠阶段NREM睡眠占据了一个完整睡眠周期的较大部分。
在NREM阶段，人体逐渐进入深度睡眠，大脑皮层的活动明显减弱。
这个阶段有助于身体的修复和新陈代谢。
2. REM睡眠阶段REM睡眠是睡眠周期中一个重要的阶段。
在这个阶段，眼球快速运动，大脑皮层活动增强，人体进入了最深的睡眠状态。
大多数清晰的梦境就在REM睡眠时期发生。
二、睡眠对健康的重要性睡眠对人体的健康至关重要。
合适的睡眠可以提高免疫力、促进身体恢复以及改善认知功能。
而长期睡眠不足或质量不佳则会带来一系列的健康问题。
睡眠对于维持免疫系统的正常功能至关重要。
睡眠不足会导致免疫力下降，易受感染。
充足的睡眠有助于提高人体对抗病毒和细菌的能力。
2. 心理健康良好的睡眠与心理健康密切相关。
睡眠不足会增加焦虑、抑郁等心理健康问题的风险。
适当的睡眠能够增强大脑的应激耐受性，维持心理平衡。
3. 认知功能睡眠不仅对身体健康有益，也对认知功能发展至关重要。
充足的睡眠有助于提高学习和记忆能力，促进思维的灵活性和创造性。
三、觉醒对生理过程的调控觉醒是从睡眠到清醒的过程。
它在维持人体正常功能运行中起着重要的作用。
1. 生物钟觉醒对于人体的生物钟调控起着至关重要的作用。
规律的觉醒时间可以帮助人体建立起良好的生物钟，提高生物节律的稳定性。
2. 脑电活动觉醒状态下，人体的脑电活动增强，大脑皮层活跃。
这个状态有助于人体感知和处理外界信息，维持对环境的适应能力。
觉醒能够调节人体的神经系统，包括交感神经和副交感神经。
睡眠和觉醒的机制
睡眠和觉醒的机制睡眠和觉醒是人体日常生活中的两个基本状态，也是人体生理调节的重要过程。
睡眠是一种特殊的生理状态，它不仅对人体的健康和生命质量具有重要影响，而且也是大脑记忆巩固、学习能力提高的重要手段。
本文将详细探讨睡眠和觉醒的机制。
睡眠是一种周期性的、可逆的生理过程，通常包括四个睡眠阶段：入睡期、非特定性睡眠、非快速动眼期（NREM）睡眠和快速动眼期（REM）睡眠。
非特定性睡眠包括NREM睡眠和REM睡眠，这两个阶段在睡眠过程中交替出现，每个周期大约为90-110分钟。
入睡期是指从清醒进入睡眠的过程，这个过程涉及到多个脑区和神经递质的调控。
有研究发现，杏仁核和下丘脑室上核等结构的激活可以促进入睡。
此外，脑内多巴胺、5-羟色胺、γ-龙氨酸等神经递质的变化也在入睡过程中起着重要的作用。
非特定性睡眠是指未出现明显的快速眼动（REM）的睡眠状态。
它又分为三个阶段：N1、N2和N3、N1阶段是从清醒进入睡眠的过渡阶段，大脑电活动开始发生改变，肌肉张力逐渐下降。
N2阶段是一种中间状态的睡眠，大脑电活动出现特征性的睡眠波，肌肉张力进一步下降。
N3阶段是深度睡眠，大脑电活动出现大幅度慢波，肌肉张力最低，此时人体对外界刺激的反应性最低。
睡眠的机制涉及到多个调节因素，包括内部因素和外部因素。
内部因素主要包括生物钟和睡眠-觉醒调节系统。
人体拥有生物钟，其位于下丘脑，可以调控睡眠-觉醒的节律。
生物钟主要通过由光线调节的松果体激素褪黑素的释放来影响睡眠-觉醒机制。
外部因素包括光线、温度、噪音、社交环境等，这些因素会通过感觉器官传递给大脑，进而影响睡眠质量和觉醒状态。
在觉醒状态下，大脑皮层的神经元处于高度兴奋状态。
这些神经元通过突触传递神经信号，使大脑皮层处于一个高度活跃的状态。
觉醒状态的维持受到多种神经递质的影响，包括多巴胺、松果体激素、乙酰胆碱等。
需要注意的是，睡眠和觉醒是一个复杂的过程，受到多个因素的交互作用。
不同的人可能具有不同的睡眠需求和觉醒状态，这取决于个体的生理、心理和环境因素。
睡眠与觉醒的脑机制
第四节、快速眼动睡眠和梦
梦是什么 我们又如何解读梦
目前尚无一致的认识,这是由于我们无法直 接观察他人的梦,即使是做梦者本人也只有 在醒后才能回忆自己所做的梦,而此时梦的 内容可能被遗忘或歪曲，
梦多数发生在REM睡眠期间,对梦的解释 极大地依赖于对REM睡眠而非梦本身的研 究,因为REM睡眠可以被客观地测量，
如果长期剥夺睡眠会如何
情绪变化是最早出现的副作用,如烦躁、欣 快和抑郁快速交替出现,对环境缺乏兴趣等； 被剥夺睡眠者手脚有刺痛感,对疼痛更加敏 感,还会发生眼睛烧灼感、眼睛刺痛、复视 和幻觉 睡眠剥夺3天后 等各种视觉障碍； 被剥夺睡眠者的思维紊乱,表现为回答问题 时词不达意,无法表达完整的意思,对最近 发生 的事情健旺,最终可导致精神失常，
然而,脑桥Ach能系统的神经元放电频率则 急剧上升
表明：Ach能系统神经元的活动触发REM睡 眠
Ach←→蓝斑的NE能神经元和中缝核群的5HT能神经元
REM睡眠的开始与终止
固有节律
丘脑脑
上行网状激活系统
脑干
下行调制系统
大脑皮层
弥散性调制系统神经元 NE、5-HT 脑干 Ach 基底前脑
四、促睡因子
睡眠与觉醒的脑机制
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睡眠与觉醒的 脑机制
夜深了 你会，，，
与狼共舞
与蝠遨游
或者你会，，，
小声，，， 嘘，，，
睡觉
你可能会这样入睡
你也可能会这样睡着
当然,你也可能这样，，，，
甚至，，，这样你也会睡着，，，
患有流感后,你最想做 的事情是什么
人类清醒入睡转换的神经机制
人类清醒入睡转换的神经机制人类身体的自然状态是不断的循环运作着的。
白天清醒，夜晚入睡，生活常规性的睡觉和工作节律十分重要。
当进入到晚上的时候，身体所需的休息也相应增加并逐渐变深，以达到入睡的状态。
人类清醒与入睡的神经机制，也成为科学研究领域的主题。
梦、醒、睡觉这三个状态的切换是非常微妙的。
睡眠符合日夜24小时周期、自然光和阴影的规律，同时控制呼吸、脉搏、体温等自主神经系统的生理功能以及血浆中激素和代谢产物的分泌，这些都受到了中枢神经系统的调控。
人类的视觉、听觉、嗅觉和触感让我们感知外部世界，大脑会对不同的信息作出反应。
在这些感官信息中，生物钟也扮演着很重要的角色。
生物钟是一种内在机制，它可以识别时间和周期性变化，并改变生理和行为状态，以适应环境的变化。
生物钟负责生物体的24小时节律，它是有调控睡眠周期的功能的。
人类的生物钟主要是位于大脑中央的一个叫做“上丘”的区域，它可以感知的光线的变化，进一步生产另一个叫做“褪黑素”的化学物质。
褪黑素是一种激素，可以在夜晚时得到增加，然后让身体进入休息状态。
相反的，当有黑暗存在时，人体会产生另一种叫做“肾上腺素”的激素，这种激素让我们变得越来越清醒。
因此，这两种激素相互作用，并控制我们睡觉和清醒的状态。
大脑的视觉皮层收到外部光线的信号。
每天晚上，当外面的光变暗时，我们的大脑会意识到这一变化，然后把褪黑素以及其他有关人体进入睡眠状态的化学物质释放出来。
这时候，身体的生物钟会开始控制我们的体温、脉搏和呼吸等生理反应，让我们的身体逐渐进入深度睡眠。
（深度睡眠是指睡眠中最深的某个时段,让我们感觉焕然一新，效果往往是显著的）然后，当太阳升起时，人体会重复之前的醒来过程，并开始恢复活动。
此外，科学家们发现了一种叫做“睡眠调节因子”的神经肽，它也参与到睡眠的调节中。
睡眠调节因子是由大脑中的“下丘脑”产生的，它会促进人体清醒状态的发生，并让我们感到更加专注。
然而，当身体接近睡眠状态时，睡眠调节因子的分泌就会继续下降，它的影响也逐渐减弱。
睡眠和觉醒的生理学过程和调节
睡眠和觉醒的生理学过程和调节睡眠和觉醒是人类生活中重要的生理过程，对于维持身体健康和日常功能至关重要。
这两个过程在我们的大脑中发生，并受到内外环境的调节。
本文将探讨睡眠和觉醒的生理学过程以及它们是如何被调节的。
一、睡眠的生理学过程睡眠是一种周期性的生理状态，人体会在夜间通过睡眠来恢复精力和促进各种生理功能的进行。
睡眠状态通常会经历多个阶段，其中包括深睡眠和快速眼动（REM）睡眠。
深睡眠是睡眠过程中最初的阶段，也被称为非快速眼动（NREM）睡眠。
在深睡眠期间，人体的心率、呼吸和大部分生理过程都减缓。
这个阶段的睡眠对于身体修复和恢复至关重要。
随着睡眠进入更深的阶段，身体的修复能力也会得到提高。
快速眼动（REM）睡眠是另一个重要的睡眠阶段。
在REM睡眠期间，人的眼球会在后段上下快速移动，同时伴随着脑电活动的加速。
此阶段下肌肉放松，几乎完全丧失活动能力，只有呼吸、心率和脑干的一些功能仍在维持。
REM睡眠和梦境之间存在着密切的联系，这个阶段对于身体和精神的恢复至关重要。
二、觉醒的生理学过程与睡眠相对应的是觉醒，它是指从睡眠状态中苏醒过来的过程。
人们在觉醒时，大脑会变得清醒并恢复意识，身体的各种生理功能也逐渐加速。
觉醒时，心率、呼吸和体温都会上升，肌肉恢复活动能力，人们恢复行动和思考的能力。
觉醒状态受到内部生物钟的控制，这个生物钟是一种内源性节律系统，并受到一些外界刺激的调节。
例如，光线的强弱和时间的感知都会影响到人的觉醒过程。
人类的生物钟一般遵循24小时的节奏，其中大部分时间用于睡眠，余下的时间用于觉醒。
生物钟的调节能力使我们能够适应不同的日常活动和工作、休息的时间。
三、睡眠和觉醒的调节睡眠和觉醒的生理学过程受到多种调节机制的影响。
其中一个重要的调节因素是脑干和下丘脑中的神经递质系统。
这些神经递质包括多巴胺、去甲肾上腺素和羟色胺等，它们起到促进觉醒和抑制睡眠的作用。
另一个重要的调节因素是睡眠压力的积累。
当我们醒着的时候，会产生一种睡眠压力，这是因为我们的身体需要休息和恢复。
人体睡眠和觉醒机制的分子生物学研究
人体睡眠和觉醒机制的分子生物学研究人体的睡眠和觉醒机制一直是生物学研究的重要方向之一。
近年来，随着分子生物学技术的不断发展，越来越多的研究者开始尝试从分子层面解析睡眠和觉醒的生物学基础。
一、睡眠的分子调控机制实验表明，睡眠是由中枢神经系统中的神经元网络所调控的。
这些神经元网络会受到体内多种信号的影响，例如血糖、体温、神经递质等。
其中，黄嘌呤（adenosine）是一种重要的影响因素，它会积累在体内，使得人们感到疲惫，促进睡眠的发生。
另一方面，脑内的神经递质也在睡眠调控中发挥着重要作用。
举例来说，催眠药物苯二氮平（benzodiazepines）通过增强伽马-氨基丁酸（GABA）受体的活性来促进睡眠发生；而其他催眠药物如异戊巴比妥（pentobarbital）可以通过降低神经元的兴奋性来使人产生昏睡状态。
此外，研究人员还发现，蛋白质激酶A（PKA）和cAMP反应元件结合蛋白（CREB）这两种蛋白质也参与了睡眠的分子调控过程。
PKA和CREB被认为是一个重要的信号传导通路，在增加神经元兴奋性的同时，也能促进睡眠的产生。
二、觉醒的分子调控机制觉醒是睡眠的反面，同时，它也是神经元网络调控的结果。
同样地，黄嘌呤在觉醒调控中也起着重要的作用。
当体内黄嘌呤积累过多时，它会与特定的受体结合，从而抑制神经元的兴奋性，让人产生清醒的感觉。
另外，神经递质去甲肾上腺素同样对觉醒调控起着关键作用。
当人处于紧张、兴奋、恐惧等状态时，体内的去甲肾上腺素会增加，这会引起神经元的兴奋性升高，从而产生觉醒状态。
与此相对应的是，当去甲肾上腺素水平降低时，人们的警觉度也会降低，使他们感到疲惫、昏昏欲睡。
此外，研究人员还发现，肝脏的细胞内核受体NHR42同样参与了觉醒的分子调控过程。
NHR42被认为是一个重要的转录因子，它可以调节一些与觉醒相关的基因的表达，从而影响体内一系列的代谢过程，促进觉醒的发生。
三、研究的意义和启示从以上的介绍中可以看出，睡眠和觉醒背后的分子生物学基础是非常庞大且复杂的。
第18章 睡眠与觉醒的脑机制
散性调制系统控制丘脑的节律活动； 下行调制系统的活动。
第三节 睡眠和觉醒的神经机制
一、上行网状激活系统与觉醒 1.脑干网状结构调节觉醒和睡眠
NE神经元、Ach神经元、5-HT神 经元
与睡眠有关的脑区是皮层、海马、 丘脑、下丘脑及网状系统
第三节 睡眠和觉醒的神经机制
二、入睡与非快速眼动睡眠 大多数弥散性调制系统的神经元
放电频率普遍降低。 丘脑和大脑皮层的交互性神经网
络活动
第三节 睡眠和觉醒的神经机制
三、快速眼动睡眠 Ach能系统神经元的活动触发
REM睡眠； 深部脑干系统抑制REM睡眠期间
运动神经元。
第三节 睡眠和觉醒的神经机制
四、促睡因子 倾向于缩短REM睡眠的时间； 促睡有助于抵御感染。
每夜睡眠由慢-快波睡眠交替4～6个周期， 每个周期历时80～90min，包括20～30min的 快波睡眠和60min的慢波睡眠，越到后半夜
，快波睡眠越长、慢波睡眠越短，而d波睡
眠逐渐消失。
睡眠相和周期
• 睡眠—觉醒周期是生理节律之一
S1（几分钟）
慢波睡眠 S2（5-15分钟）
睡眠
S3（几分钟）
S4（20-40分钟）
（一）清醒
典型a波
（二）S1（入睡期） a波变得不规则，出现q波，睡眠梭 形波
睡眠相和周期
（三）S2（浅睡期）
a波消失，q波背景上出现K复合波源自（四）S3（中睡期） 在q波背景上出现d波
睡眠相和周期
（五）S4（深睡期）
50%以上出现高幅d波
睡眠相和周期
睡眠和觉醒周期： 觉醒→S1→S2→S3→S4→S3→S2→ 第1次REM→S2→S3→S4→S3→S2→ 第2次REM→…… →觉醒
人类睡眠和觉醒的生理机制
人类睡眠和觉醒的生理机制睡眠是人类生活中不可或缺的一部分，它不仅对我们的身体健康有着重要的作用，也能影响我们的心理和行为。
而觉醒则是人类日常唤醒后正常状态的表现。
这两个状态对于人类的生理和心理功能都有着很大的影响，今天我将为大家简单介绍一下人类睡眠和觉醒的生理机制。
一、人类睡眠和觉醒的基本概念睡眠和觉醒是我们日常生活中最为常见的状态，两者都是人类生理状态的表现。
睡眠是指大脑和身体进入一种休息状态，成为一种需要自主关闭外界刺激的朦胧状态；而觉醒则是指身体和大脑开始处于清醒状态，接受各种外界刺激并进行正常的生理反应。
睡眠和觉醒的转换在我们生命中非常重要，也是我们生活的基本节奏。
二、人类睡眠和觉醒的生理机制人类睡眠和觉醒的生理机制非常复杂，需要多个身体系统的协调才能实现。
下面我将从不同的角度为大家介绍：1. 大脑皮层大脑皮层是人类进行睡眠和觉醒转换的重要结构之一。
当我们处于清醒状态时，大脑皮层的神经元处于高度兴奋状态，能够接收各种感官信息，并进行不同级别的神经网络处理。
而在我们进入睡眠状态时，大脑皮层的神经元兴奋性逐渐减弱，神经网络也开始降低，这使得我们的意识逐渐模糊，最终陷入沉睡之中。
2. 脑干和下丘脑脑干和下丘脑是人类进行睡眠和觉醒转换的另一重要结构。
这两个结构在睡眠期间会释放大量的神经传递物质，如GABA、多巴胺等，这些物质能够抑制大脑皮层的神经元兴奋，从而使我们沉睡。
在觉醒阶段，这两个结构则会抑制住释放神经传递物质，让人体进入一种清醒状态。
3. 生物钟人类生物钟是人类进行睡眠和觉醒的时间调控中心。
人体内的生物钟能够对日夜节律进行调控，让人体产生相应的生理反应，例如在晚上产生困意。
但很多人在熬夜加班后，生物钟就混乱了，比如早上终于睡到起不来。
4. 睡眠调节激素人体内还存在睡眠调节激素，通过调节它们的分泌可以控制睡眠和觉醒状态。
其中最为重要的一种激素就是褪黑素，这种激素是人体自然调节睡眠的一种信号物质，当黑暗时分泌量会增加，让人体自然进入睡眠状态。
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醒) • 睡眠四期（深睡期）：脑电活动50%以上为δ波。 （三期15分钟后已熟睡不易叫醒）
异相睡眠
• 再慢波睡眠后常出现异相睡眠，在异乡睡眠期间 睡眠者肌肉完全松弛状态，甚至肌肉电位活动完 全消失，睡眠深度似乎比慢波四期更深，体温较 低对外部刺激的感觉功能进一步降低，难以将睡 眠者从此期间立即叫醒。脑电活动极为不规律的 低幅快波，类似清醒期和慢波一期的脑电变化。 脑的温度。 • 在异相睡眠期间最有特征性的行为表现是眼球快 速运动，每分钟60次左右，与之相应的脑电现象 显著加强，在桥脑,外侧膝状体和枕叶皮层中可记 录到周期性放电现象，称之为PGO波
• 人每晚睡眠由慢波和异相睡眠交替变换组成
睡眠类型
各周期时间 各睡眠类型所 占比例 60分钟
常见障碍
慢波睡眠
慢波二期50%， 夜尿症，梦游症 和夜惊恐症 慢波三四期各 占10%，慢波 一期5% 25% 发作性睡病，猝 倒和入眠前幻觉
异相睡眠
20-30分钟
二 睡眠功能与睡眠剥夺的实验研究
• 睡眠完全剥夺200小时，可能会导致人的情绪不稳定，易激惹，注意力涣 散，记忆力减退，思维迟钝和偏执状态。 • 经过白鼠实验研究与参加完运动竞赛的运动员的测试表明：睡眠对于解除 疲劳，恢复体力是十分必要的。进一步分析表明以脑电图出现高幅δ波为 主的活动指标，则说明睡眠已进入慢波四期，此时叫醒被试，使之慢波四 期睡眠被选择性剥夺，结果出现回跃现象。表明慢波睡眠四期在体力恢复 中更为重要。 • 回跃现象：剥夺慢波四期睡眠之后的正常睡眠过程中，会出现更多的慢波 四期睡眠。 • 选择性剥夺异相睡眠：即每当出现快速眼动时立即唤醒被试，数日之后常 使人们陷入焦虑抑制状态。表明异相睡眠对正常情绪状态维持有重要意义。 • 在对大鼠进行剥夺异相睡眠实验后结果表明；大鼠在学习后立即剥夺异相 睡眠24小时对记忆的巩固明显不利，如果在立即剥夺异相睡眠24小时后， 在让其恢复异相睡眠24小时，记忆成绩无明显改善，反之。 • 这一结果表明，异相睡眠对于学习后一段时间内的记忆的巩固具有重要意 义，进一步研究发现，虽然异相睡眠剥夺对回避反应的短时记忆和记忆保 持有显著影响但对动物回避反应的学习能力则没有明显影响。国外研究， 异相睡眠只能延迟或影响记忆的形成，但不能完全妨碍记忆的形成。
睡眠与觉醒的脑机制
独家制作
一 睡眠类型与睡眠周期
• 人类的睡眠可以分为两种类型：慢波睡眠，异相 睡眠。 • 慢波睡眠：脑电活动以慢波为主，脑电活动的变 化与行为变化相平行，从入睡期至深睡期，脑电 活动逐渐变慢并伴随逐渐加深的行为变化，变现 为肌张力逐渐减弱，呼吸节律和心率逐渐变慢。 • 异相睡眠（快速眼动睡眠）：脑电变化与行为变 化相分离脑电活动类似慢波睡眠的入睡期，以肌 张力为代表的行为变化却比深睡眠还深，肌张力 完全丧失，还伴有快速眼动现象和桥脑-膝状体枕叶PGO波周期性高幅放电等特殊变化脑电活动和行为变化的平行性将慢波睡眠分为4个发 展时期 • 睡眠一期（入睡期）：行为上安静困倦开始进入睡眠状态， 清醒安静状态下的脑电活动（8-13次/秒的a节律为主）变 得不规则，a波和不规则快波交替出现。 • 睡眠二期（潜睡期）：脑电活动更不规则，出现纺锤波， 如在现实中出现意外声音脑电图生可出现k复合波。（一 期10分钟后） • 睡眠三期（中睡期）：在二期波形背景上出现20%~50% 的0.5-3次/秒的δ波。(二期15分钟后已熟睡但容易叫