睡眠和睡眠周期性变化机制的认识

睡眠和睡眠周期性变化机制的认识

蒙尼尔等人从脑化学、电生理学和动物睡眠行为的综合研究中，于1977年提纯和确定了一种内源性睡眠肽的化学物质及其生理作用，并将之定名为“d一诱导睡眠肽’’(Delta sleep inducing pep-tide，DSIP)。他们用低频电刺激兔的丘脑中线核，使之大脑皮层电活动出现同步化的纺锤渡，此时兔脑即会合成较多的DISP进入血液中。将该兔血液注入另一只兔脑内，就会使后者脑电活动出现同步化纺锤波。他们的研究指出，DISP是一种9肽，只有肽链第5位门冬氨酸的氨基在口位时，DISP才具有诱导睡眠效应的功能。

我国生理心理学家刘世熠发现DISP肽链第5位的门冬氪酸为苯丙氨酸所取代，也具有诱导睡眠作用。弱安定剂如安定等具有轻微的镇静安眠作用。对这类药物作用机制的研究发现，它们是通过扛氨基丁酸GABA类神经递质受体而发生作用的。将GABA受体用药物阻断后，安定等药物就失去了镇静安眠作用。GABA受体是大分子蛋白质，因此，除了单胺类、肽类物质外，大分子的蛋白质可能也与慢波睡眠有关。

异相睡眠的脑机制比慢波睡眠更复杂，这是由于它包含的生理心理成分较多，如眼动、PGO波、肌张力完全丧失，心率呼吸改变和生动的萝境体验等。一般说，脑高位的一些关键性结构与脑电去同步化快波的呈现、PGO波发放和眼动有关，脑干低位的一些下部关键性结构与异相睡眠中的肌张力变化有关。

桥脑大细胞区散于桥脑网状结构之中，最大的神经细胞体直径可达75微米，非异相睡眠时没有单位发放，一旦动物进入异相睡眠状态，桥脑大细胞开始活动并逐渐增加单位发放频率，最高发放每次可达200-300个神经冲动。每一串单位发放都伴随眼动和PGO渡发放。此时大脑电活动去同步化，出现低幅快波，肌肉张力完全消失。因此，把桥脑大细胞视为异相睡眠的开关细胞(Thecellular on-switch for dreaming sleep)。与此相反，在脑干背部的蓝斑(Locus coerleuS)内存在许多很小的去甲肾上腺素能神经元，产生低频的单一频率发放，在慢波睡眠时，它们的单位发放频率逐渐变慢，一旦进入异相睡眠，它们的单位发放立即停止或迅速降低。因此，将蓝斑中这种小细胞称为异相睡眠的“闭细胞”(Offcells)。这种闭细胞以去甲肾上腺素作为神经递质，当动物进入睡眠时蓝斑闭细胞的去甲肾上腺素含量逐渐下降，在异相睡眠阶段含量最低，但是从异相睡眠中惊醒动物时，则蓝斑小细胞的去甲肾上腺素却突然增高。除了蓝斑内的闭细胞，在蓝斑核内和它的四周还存在一种乙酰胆碱能神经元，异

相睡眠时，其细胞单位发放率增加，由它们发出轴突达延脑网状结构的下行抑制细胞，引起其活动，从而产生下行性抑制效应，使异相睡眠时肌肉张力完全消失。

延脑网状大细胞核(Nucleus reticularis magnocellularis in themedulla)在异相睡眠时变得更活跃并与PGO波和快速眼动现象同时发生。这种细胞的轴突达脊髓运动神经元，与之形成抑制性突触。所以，在异相睡眠时，这种细胞的兴奋引起肌肉张力消失。记录外侧膝状体在异相睡眠中的PGO波时发现，与眼动方向同侧的膝状体PGO波大于对侧膝状体的波幅。如果两眼向右运动时，右侧的膝状体内PGO波大于左侧膝状体的PGO渡。进一步分析发现，膝状体的PGO波的差异尚在眼球运动之前即可表现出来。

因此，记录左右外侧膝状体内PGO渡的差异，可以很快预测异相睡眠时限动的方向。据此认为，外侧膝状体具有异相睡眠眼动的命令功能，实现着眼动方向读出的神经信息编码功能。综上所述，间脑水平的膝状体和桥脑网状大细胞与异相睡眠的启动、眼动方向和PGO 渡发放有关；蓝斑小细胞与异相睡眠停止有关，蓝斑内及其周围的乙酰胆碱能神经元和延脑网状大细胞核与异相睡眠时肌张力的消失有关。在与异相睡眠有关的结构中，发挥作用的化学物质有去甲肾上腺素、乙酰胆碱，还可能有γ-氨基丁酸。与慢渡睡眠有关的化学物质是5-羟色胺、睡眠肽和γ-氨基丁酸的受体蛋白质。尽管当代神经科学对睡眠机制的认识已经取得了这些成果，但动物和人为什么会有睡眠和睡眠的周期性变化，至今仍未能得到准确的答案。生物钟本身就是悬而未决的巨大课题。