睡眠和觉醒的机制(详细参考)
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
睡眠与觉醒的动力学
睡眠与觉醒的动力学
1.昼夜节律调节：
-昼夜节律是由人体内在的生物钟控制的，位于下丘脑的视交叉上核（SCN）负责产生并维持大约24小时的生理周期，调控觉醒和睡眠的节奏。
2.神经递质系统：
-在觉醒状态下，神经递质如去甲肾上腺素、乙酰胆碱和多巴胺通常较为活跃，这些物质有助于保持警觉、注意力集中和认知功能。
-而在睡眠过程中，其他神经递质如γ-氨基丁酸（GABA）的作用增强，它具有抑制神经元活性的作用，从而促使身体放松并进入睡眠状态；同时，褪黑素的分泌也随着夜晚的到来而增加，帮助诱导和维持睡眠。
3.睡眠结构与神经动力学：
-睡眠可以分为不同的阶段，包括非快速眼动期（NREM）和快速眼动期（REM），这两个阶段在夜间周期性交替出现。
不同阶段的转换涉及到脑电图（EEG）模式、肌电图（EMG）和眼球运动等生理指标的显著变化。
-NREM睡眠包含浅睡、深睡（慢波睡眠，SWS）阶段，此时脑电波呈现慢波活动，被认为是大脑巩固记忆和修复的重要时期。
-REM睡眠期间脑电图显示类似于清醒状态的快波活动，但肌肉张力几乎完全丧失，此时梦的产生最为频繁。
4.突触可塑性与睡眠需求：
-研究还表明，突触可塑性的变化可能与睡眠需求有关。
在觉醒时，神经元活动和突触强度不断调整，这可能导致代谢产物积累和能量消耗，睡眠可能作为清除这些代谢副产品、稳定突触效能和整合新学习信息的一种方式。
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，
睡眠和觉醒的机制
明显的昼夜节律，在夜间慢波睡眠时降至低点，在清晨和觉醒时升高，这很可能反映出激素为觉醒的预备机制。
2慢波睡眠的化学介质(1）神经递质与慢波睡眠5羟色胺（serotonin，5—HT）在早期的研究中就发现5—HT可能对慢波睡眠形成有一定作用，其作用可能与拮抗儿茶酚胺有关，单胺氧化酶抑制剂如巴吉林（pargyline）和尼亚酰胺(nialamide）可阻止5-HT的代谢，这些药物显示出具有延长和加强慢波睡眠的作用，而阻止5-HT合成的药物（如parachlorophenylalanine）则可以引起失眠.20世纪60年代,通过免疫荧光技术发现5—HT定位于脑干的中缝神经细胞（rapheneurons），因此考虑到中缝核（raphenuclei）很可能是脑干慢波睡眠系统的组成部分。
中缝核位于脑干中线上，从延髓至脑桥和中脑，5-HT神经细胞对脑和脊髓具有广泛的神经支配，其吻侧中缝核(rostrallylocatedraphenuclei）主要向前投射至前脑,包括丘脑、下丘脑、前脑基底和皮层区域，其尾侧中缝核(caudallylocatedraphenuclei）主要向尾部投射至脊髓.损伤猫的5—HT中缝核可引起猫完全失眠,中缝核的部分损伤,包括延髓、脑桥或中脑的中缝核,则可引起睡眠不同程度的降低，慢波睡眠数量与前脑缝际核损伤量以及5—HT损耗量有关.这说明5-HT的中缝核组成了完整的脑干睡眠产生系统。
临床上因脑部损伤引起的失眠与中脑尾部、脑桥被盖，尤其是中缝核的损伤有关,而用5-HT的前体5—HTP可以使失眠患者的慢波睡眠恢复。
谷氨酸(glutamate）谷氨酸是主要的神经递质,在觉醒过程中起基础作用，一些谷氨酸受体的拮抗剂具有镇静和麻醉作用,如克他命(ketamine）。
目前发现脑干网状结构中有大量神经细胞含有高浓度的谷氨酸，很可能是上行激活系统中的主要神经递质。
在丘脑和皮层的一些投射神经细胞中也含有谷氨酸,在自主觉醒或刺激中脑网状结构可以发现大脑皮层释放与皮层活动相关的大量谷氨酸.谷氨酸作用于不同的突触后受体，包括离子型受体AMPA、NMDA和代谢型受体t-ACPD，这些均是兴奋性受体并与不同的激活类型和放电有关。
研究睡眠与醒觉的生理学原理
研究睡眠与醒觉的生理学原理睡眠与醒觉是人类生命的基本节律。
人类在一天中大约需要7-9小时的睡眠时间，以便维持生命活动的各种机能和恢复身体的疲劳。
这说明，睡眠是人类的生理需要和基本行为，也是生命健康不可或缺的一部分。
然而，睡眠与醒觉是复杂的生理现象，其原理和机制受遗传和环境等多种因素的影响。
睡眠受到脑神经系统、荷尔蒙和心理因素的影响，其生理学机理也是多种复杂作用的结果。
一、睡眠的定义和作用睡眠是人类日常活动的一部分，并具有一定的周期性，包括睡眠和清醒两个阶段。
睡眠是通过神经调节脑部和机体各系统的活动，促进身体休息和恢复，调控身体机能，以便适应生物钟等外部环境的变化。
睡眠对生理与心理健康的影响被广泛研究，包括增强免疫力、缓解情绪紧张和抑郁等各种影响。
此外，睡眠还与人类的认知和学习能力、成长发育等方面有关。
二、睡眠的生理机制睡眠的生理机制是复杂的，包括神经和内分泌系统的相互作用。
从神经和分子水平上来看，睡眠和清醒有以下区别。
1. 睡眠的脑电图表现出不同于清醒状态的节律。
2. 睡眠期间，人体的神经系统活动发生了巨大的改变，主要是交感神经和体液系统的反应，如有机体体温下降，血压下降，呼吸和心率减慢，皮肤血管扩张等。
3. 神经调节因素发挥着非常重要的作用，如下丘脑-垂体-肾上腺轴、GABA性神经元等。
4. 各种荷尔蒙和神经调节物质的崛起和下降，如褪黑素、肾上腺素、去甲肾上腺素、脑钠肽及其明显作用等。
5. 人体内部的时钟系统也发挥着重要的作用，其特定的时间模式控制睡眠周期。
因此，睡眠的生理机制是由多个复杂因素的综合作用而成的。
对睡眠过程的了解和认识是睡眠障碍治疗和预防的重要基础。
三、醒觉的生理机制醒觉是指神经和心理状态，如注意力、记忆、思维、行动等。
醒觉要求合适的脑神经和神经化学过程不仅是交感神经的调控，而且还是神经化学的过程。
这些物质包括去甲肾上腺素、多巴胺、组胺和乙酸胆碱等。
此外，大脑皮质、视觉系统、听觉系统和运动系统等部分也是醒觉过程中的重要因素，同时，情感状态、体温和激素浓度等因素也影响着醒觉状态，因此，醒觉状态也是多因素综合作用的结果。
觉醒和睡眠的基本机制
觉醒和睡眠的基本机制觉醒和睡眠是人类生活中的两种基本状态。
觉醒状态是人们清醒、有意识地认识和感知外界环境的状态，而睡眠状态则是进入一种无意识、休息和恢复体力的状态。
觉醒和睡眠的基本机制是由复杂的神经生理和神经化学过程调控的。
觉醒的基本机制可以分为两个方面：意识觉醒和注意觉醒。
意识觉醒是指一个人从睡眠状态中迅速转入清醒有意识的状态。
这是由于脑干网状结构核的兴奋和大脑皮层的激活所发生的。
脑干网状结构核通过广泛投射至大脑皮层的多巴胺、去甲肾上腺素和神经肽等神经递质的释放，来促进大脑皮层细胞的兴奋活动。
注意觉醒是指一个人能够有选择性地集中注意力，在各种感官输入中筛选和选择相关信息。
这是由于大脑皮层中大量神经元的活动所调控的，这些神经元之间形成了复杂网络连接，以及通过神经递质的释放来调节信息传递和信息处理速度。
睡眠的基本机制主要包括两个过程：睡眠调节和睡眠周期。
睡眠调节是通过两种互补的机制来调节睡眠的产生和维持：睡眠欲望和生物钟。
睡眠欲望是人体对休息和恢复的需求。
它由脑干的多巴胺、腺苷和腺苷酸等神经递质的释放所调节。
脑干神经元的活动水平增加导致多巴胺的释放增加，进而抑制大脑皮层的活动，使人体产生入睡的欲望。
而生物钟则是人体内部的时间节律系统，通过释放调控因子来调节觉醒和睡眠周期。
睡眠周期是指一夜睡眠中多个不同阶段的循环。
睡眠可以分为两个主要阶段：快速眼动睡眠（REM睡眠）和非快速眼动睡眠（NREM睡眠）。
在NREM睡眠阶段，人体进入较深的睡眠状态，大脑皮层神经元的活动趋于抑制；而在REM睡眠中，大脑皮层活动增强且与记录到的梦境出现相关联。
觉醒和睡眠的机制受到多种因素的影响，包括环境因素和内部因素。
环境因素如光照、噪音、温度等可以影响睡眠和觉醒的质量和时长。
光照对生物钟调节有重要作用，充足的阳光可以促进觉醒，而昏暗的光线则有助于入睡。
内部因素如年龄、健康状况、药物使用等也可以影响觉醒和睡眠。
婴儿和年长者的睡眠需要比成年人更多，而健康问题如失眠、睡眠呼吸暂停等会干扰睡眠。
觉醒和睡眠的基本机制
增高
快、协调 鲜明的梦，有组织的 低 放电频率增加，紧张性活动 降低
盲人做梦吗？
古人云：“盲人无梦，愚夫寡梦”。 天生盲者的梦境缺乏影像和场景，
但有声音触觉和情绪的经验。 后天盲者睡眠时眼球运动的次数养 活，并与失明的时间呈负相关。 提示梦境的内容特别显示其所依赖 的感觉。
眼球的运动与资讯的撷取有关
纹状体 黑质ຫໍສະໝຸດ 帕金森症患者，特别是老 年患者整天处于困倦状态
(—)
震颤麻痹 (Parkinson病) 舞蹈病 亨廷顿
去甲基肾上腺素（NE）：1970年Petijean
电刺激中脑蓝斑核头部或背侧NE系统上行 纤维，引起脑电觉醒。 破坏该部位后，动物脑电的快波明显减少， 出现类似睡眠样的同步化慢波，但行为上 可以行走，不表现为睡眠。可唤醒，刺激 停止，脑电觉醒也停止。 脑干网状结构上行系统的ACh起持续作用， 中脑蓝斑的NE系统起暂时的作用，即时相 性作用。 中脑蓝斑NE系统、脑干网状结构上行系 统和皮质内的ACh系统与脑电觉醒的维持 有关，行为觉醒状态的维持与中脑黑质纹状体的DA系统功能的关。 Orexin
（ 三 ） 睡 眠 过 程 中 运 动 神 经 元 的 变 化
脑干网状结构易化区
前庭核 小脑前叶 两侧部 脑干网状 网 狀 运动⊕ 梭内肌 收缩 结构易化区 脊髓束 神经元 肌梭敏 感性↑ 脑干网状 网 狀 运动㈠ 结构抑制区 脊髓束 神经元 肌梭敏 感性↓ 肌紧张↑ 肌活动↑
脑干网状结构抑制区
睡眠生理
觉醒和睡眠的基本机制
觉醒和睡眠的基本机制
觉醒的基本机制 1. 觉醒状态的维持 2. 与觉醒有关的中枢神经递质 睡眠的基本机制 1. 对睡眠的认识阶段 2. 与睡眠有关的中枢神经递质 3. 睡眠期中枢对运动神经元的调控
睡眠与觉醒的生理学
睡眠与觉醒的生理学睡眠和觉醒是我们日常生活中不可或缺的两个部分。
通过睡眠，我们可以恢复体力、巩固记忆、调节情绪，并保持良好的身体健康。
而觉醒则是我们的意识状态，让我们能够与外界进行交互和感知。
本文将探讨睡眠和觉醒的生理学机制以及它们在我们身体中起到的重要作用。
一、睡眠的生理学机制睡眠是由复杂的神经活动过程组成的，受到多种生理和环境因素的影响。
我们的大脑有一个内部的生物钟，被称为“睡眠-觉醒调节系统”，它调控着我们的睡眠和觉醒周期。
这个系统受到许多因素的影响，包括光线、温度、社交互动等等。
在睡眠的过程中，我们经历了不同的睡眠阶段，包括快速眼动睡眠（REM）和非快速眼动睡眠（NREM）。
这两种睡眠阶段交替出现，构成了一个睡眠周期。
在NREM阶段，我们的脑电图呈现出较慢的波动，身体逐渐放松。
而在REM阶段，我们的大脑活动变得更加活跃，呼吸加快，心率增加。
这个周期的重复出现，使我们能够得到充足的睡眠。
睡眠对我们的身体和大脑功能有着重要的影响。
在睡眠过程中，我们的身体进行修复和恢复，蛋白质、荷尔蒙的合成以及免疫系统的功能调节等都在睡眠中进行。
此外，睡眠对于大脑功能的巩固和记忆增强也起着至关重要的作用。
二、觉醒的生理学机制觉醒是指我们清醒、有意识地与外界交互和感知。
觉醒状态下，我们的大脑处于一种高度活跃的状态，快速处理和分析来自外界的信息。
大脑皮层是觉醒过程中最活跃的区域之一。
它接收和处理来自感觉器官的信息，并参与思考、决策以及产生行为。
觉醒状态还涉及到多个神经递质的调控，例如多巴胺、去甲肾上腺素和乙酰胆碱等。
觉醒的过程是一个复杂的调控过程，受到多种内外环境因素的影响。
昼夜节律是其中一个重要因素。
当我们的生物钟感知到白天的光线时，它会抑制褪黑激素的分泌，促使我们保持觉醒状态。
相反，当黑暗降临时，生物钟会促进褪黑激素的分泌，使我们更容易入睡。
三、睡眠与觉醒的重要作用睡眠和觉醒对于我们的身体健康和大脑功能发挥着重要的作用。
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。
觉醒和睡眠的基本机制
觉醒和睡眠的基本机制引言觉醒和睡眠是生物体的基本生理状态之一，是生活的必要组成部分。
觉醒状态是指个体处于清醒、警觉、有意识的状态，而睡眠状态则是指个体处于闭目休息、昏睡、无意识的状态。
觉醒和睡眠状态交替出现，并且在不同阶段具有不同的特征和功能。
本文将介绍觉醒和睡眠的基本机制，包括影响觉醒和睡眠的因素以及两者之间的相互作用。
影响觉醒和睡眠的因素内源性因素生物钟生物钟是人体内存在的一种自然生物节律，主要由体内的时间感受器调控。
它决定了个体在不同时间段对觉醒和睡眠的需求。
生物钟受到环境光线的影响，如当夜晚光线减弱时，生物钟会向睡眠状态转变。
天然物质一些天然物质也会影响觉醒和睡眠的状态。
例如，腺苷是一种神经递质，在大脑中起到促进睡眠的作用。
咖啡因则是一种拮抗腺苷作用的物质，常见于咖啡和茶中，它可以抑制睡眠反应，增加觉醒状态的持续时间。
外源性因素环境光线环境光线是一个重要的外源性因素，对觉醒和睡眠状态有重要影响。
当光线强烈时，会刺激视网膜并抑制褪黑激素的分泌，从而使觉醒状态得到促进；而在昏暗的光线下，褪黑激素的分泌增加会促进睡眠。
噪音噪音也是影响睡眠的重要因素之一。
过高的噪音会干扰个体的睡眠状态，使其难以入睡或易于醒来。
因此，保持安静的环境对于睡眠的质量十分重要。
觉醒和睡眠的相互作用觉醒和睡眠是相互依赖、相互影响的生理状态。
它们之间的相互作用体现在以下几个方面：觉醒对睡眠的影响觉醒状态下的活动会消耗能量，刺激中枢神经系统的活动。
这种刺激作用会在一定程度上延长个体的觉醒时间。
同时，觉醒状态也会使个体感到疲劳，促进入睡的欲望，为下一次的睡眠做准备。
睡眠对觉醒的影响睡眠对于个体的生理恢复具有重要作用。
充足的睡眠可以提高个体的警觉性和注意力，促进学习和记忆的巩固。
缺乏睡眠则会导致疲劳、焦虑和注意力不集中等问题，进而影响个体的觉醒状态。
觉醒和睡眠的调控觉醒和睡眠的调控是由多种神经递质和脑区共同参与的。
觉醒状态主要由大脑皮质活动的增强和下丘脑-脑干网的激活来维持；而睡眠状态则主要由GABA能神经元的兴奋和丘脑-脑干网的抑制来维持。
睡眠和觉醒
觉醒与睡眠相关递质
脑电觉醒
行为觉醒
觉醒
觉醒
脑电 行为
脑电
行为
ACh NE
DA
黑质
慢波睡眠 快波睡眠
5-HT
ACh神经元
蓝斑
抑制肌紧张
（执行）
中缝
核 REM (触发) 眼球快速运动 PGO波
睡眠的功能
• 睡眠的保护性作用 (1) 适应生存的需要 (2) 消除疲劳、保存能量 2. 睡眠对激素分泌和脑的发育方面的作用 (1) 生长激素、催乳素和黄体生成素在睡眠中分
泌增加
(2) REM睡眠促进幼儿神经系统发育成熟 3. 睡眠对记忆的影响
REM睡眠对巩固记忆有作用（睡眠剥夺实验）
睡眠的功能（总结）
（二）异相睡眠
生理功能特征
刚能中断睡眠的临界刺激强度
• 各种感觉功能的进一步减退，以致唤醒阈提高；
• 骨骼肌反射和肌紧张进一步减弱，肌肉几乎完全松弛；
• 交感神经活动进一步减弱，表现为心率↓↓、血压↓、下丘脑体温调节 功能明显减退。
• 出现肢体远端的肌肉和面部表情肌短促的抽动、眼球快速 运动及血压↑、心率↑、呼吸快而不规则等间断的阵发性表 现。在异相睡眠期，阵发性的肢体抽动、PGO 锋电位及 快速眼球运动统称为时相性活动(phasic activities)。与此 相对应，持续性的脑电去同步化和肌张力消失等现象则称 之为紧张性活动(tonic activities)。
二、睡眠的两种状态
•非快速眼球运动睡眠( non-rapid eye movement sleep, NREM ) 慢波睡眠( slow wave sleep，SWS)
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。
睡眠与觉醒生理学
睡眠与觉醒生理学睡眠是人类生活中不可或缺的重要过程，它对身体和心理健康都有着深远影响。
而睡眠的循环与觉醒生理学密切相关。
本文将探讨睡眠与觉醒生理学的相关内容，从生物节律、睡眠阶段、睡眠呼吸、睡眠障碍和梦境等方面进行论述。
一、生物节律生物节律是指人体在一定时间周期内的生理变化规律。
人类的睡眠与觉醒循环是由一个叫做生物钟的系统调节的。
这个系统位于脑内，主要由松果体和下丘脑的一部分组成。
生物钟受到各种影响因素的调控，如光线、食物和环境温度等。
当环境光线暗下来、体温降低时，生物钟会发出信号，调节人体进入睡眠状态。
二、睡眠阶段睡眠一般可分为快速眼动期（REM）睡眠和非快速眼动期（NREM）睡眠两个阶段。
NREM睡眠通常占据睡眠的大部分时间，被进一步细分为三个阶段：第一、第二和第三浅睡眠阶段。
这些阶段中，身体逐渐进入深度睡眠，并且肌肉松弛程度逐渐增加。
NREM睡眠对身体的恢复和修复起着重要作用。
在REM睡眠中，眼球会出现快速运动，大脑活动增强，此时也是梦境最为频繁的阶段。
REM睡眠有助于认知功能的巩固与提升。
三、睡眠呼吸睡眠呼吸是睡眠和觉醒生理学中重要的一环。
睡眠时出现的呼吸异常状况被称为睡眠呼吸暂停。
这种暂停通常与上气道阻塞有关，导致呼吸暂停时间较长，并且会频繁唤醒睡眠中的人。
这样的呼吸暂停会严重干扰睡眠质量，给患者带来健康隐患。
四、睡眠障碍睡眠障碍是指无法满足个体在数量和/或质量方面的睡眠需求，影响日间功能的一类疾病。
常见的睡眠障碍包括失眠症、睡眠呼吸暂停和多梦等。
失眠症是最常见的一种睡眠障碍，患者在入睡和维持睡眠方面存在困难，导致白天疲倦、注意力不集中等问题。
睡眠呼吸暂停是指在睡眠过程中呼吸暂停或不规则引起的一系列问题，严重时甚至危及生命。
而多梦则是梦境过于频繁和混乱，导致睡眠不深，影响睡眠质量。
五、梦境梦境是睡眠与觉醒生理学中的一个重要现象。
梦境可以分为噩梦和非噩梦两种。
噩梦一般是对恐怖、危险事物的恐惧和焦虑的表现，而非噩梦则是一种与日常生活相关的体验。
【学习】第四章睡眠与觉醒
But 触发器不稳定，无意识的开或者关。如果没有有趣的事 情发生，他们很难维持觉醒状态，如果觉醒超过一段时间， 他们继续睡觉就会出现麻烦。
如何维持触发器的稳定呢？ ---下丘泌素
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研究认为：腺苷能通过抑制腹外侧视前区神经元来增 加睡眠，抑制的释放回激活这些神经元。
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快速眼动睡眠的神经控制
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一、睡眠障碍
1、失眠症 2、发作性嗜睡病 3、睡眠异常现象
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失眠症
诊断失眠的主要标准是：入睡困难，睡 眠过程中睡眠时间短，觉醒次数多并且多 梦。
失眠者的REM睡眠期缩短，SWS睡眠期 较长，4期提前结束。
失眠者生理性警觉水平提高，睡眠过程 中心率、体温都较睡眠良好者高。失眠2－ 3日后，记忆思维能力下降、易怒等。
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觉醒与睡眠的神经机制 之睡眠的化学控制
如果个体被剥夺慢波睡眠或者快速眼动睡眠，个 体是否会补足缺失的那部分睡眠？（是）
如果个体在日间打盹，夜间的慢波睡眠量是否会 减少？（是）
何种机制控制个体获得的睡眠量？可能觉醒的延 长会产生一种促睡眠物质，或者睡眠的延长会产 生一种促觉醒物质。
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连续高振幅δ波，多于50%。
慢波睡眠
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快波睡眠
快波睡眠时常伴随出现眼球快速运 动，故也称为快速眼动（rapid eye movement，REM）睡眠，而慢波睡眠 也称为非快速眼动（ NREM）睡眠。 Nhomakorabea整理课件
二、不同睡眠时相的生理功 慢波睡眠和快能波变睡眠化与觉醒状态相比均
有显著的生理功能变化。
REM睡眠时眼球的快速运动可能与梦 中观察到的景象有关。REM睡眠时的梦具 有视觉梦幻特色，常常是包含有怪异的知 觉经验的故事。睡眠前半期的梦多是针对 现实的，而后期则变得怪异。
人类睡眠和觉醒的分子机制
人类睡眠和觉醒的分子机制睡眠，是我们每个人都必须要做的一件事情。
人类每天需要睡眠来恢复身体，帮助大脑记忆，提高身体免疫力等等。
但是，你是否曾经想过，为什么我们需要睡眠？睡眠的分子机制是什么？在人类的身体里，有一些关键物质负责着我们的睡眠和觉醒。
睡眠和觉醒这一过程，由两个耦合的生物钟来控制：一是内部生物钟，也就是环境生物节奏的信号来源，每天24小时周期左右。
二是皮质睡眠觉醒中心，这个中枢的神经元位于大脑皮层。
但是，在真正进入睡眠状态之前，身体需要做出一系列的准备工作。
神经递质，如大家常听到的肾上腺素、多巴胺以及去甲肾上腺素这些物质，掌管着人类入睡前的各种生理与情感状态，例如体温下降、代谢率降低、呼吸和心率减缓等等。
这些变化最终引导我们进入一种放松的状态，处于这个状态时，我们会感觉到眼睛开始沉重、思绪开始混乱，这是大脑皮层中神经元沉睡的迹象。
睡眠的深度呈现多相性，大体分为快速眼动期和非快速眼动期睡眠两大部分，时间上，前者每晚占据睡眠总时间的20% ~ 25%，后者占据剩余的75% ~ 80%。
快速眼动期是一个梦境的时间，在这个时期里，大脑皮层与体温等等都处于最高峰状态，这也是我们在早晨醒来后更容易记得梦境的原因。
除了神经递质，另一个十分重要的物质就是褪黑激素，它的分泌很大程度上决定了人类的睡眠质量。
褪黑激素由松果腺分泌，一般而言，现代白天的室内环境下，我们的褪黑素分泌量很低，导致很多人需要摄入额外的褪黑素来调节自己的睡眠状态。
其他的物质还有类似于脑波和可睡眠激素这样的物质，它们的分泌与人类的睡眠状态联系十分紧密。
不过总的来说，我们现在对于人类睡眠和觉醒的分子机制还没有特别全面的认识，并且随着科技的进步，这个领域里还有很多等待探索的未知之处。
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临床上因脑部损伤引起的失眠与中脑尾部、脑桥被盖，尤其是中缝核的损伤有关，而用5-HT的前体5-HTP可以使失眠患者的慢波睡眠恢复。
由中缝核损伤引起的失眠可以恢复，尤其是由5-HT选择性神经毒性药物所致的损伤，并且很早也注意到由药物造成5-HT损耗所引起的失眠可以恢复。因此5-HT对慢波睡眠并非必须。进一步的研究也发现5-HT神经细胞对维持睡眠也无重要作用，5-HT神经细胞在慢波睡眠产生和持续期间其活动频率实际上是降低的，而在异相睡眠时其活动停止。生化研究也表明5-HT的释放在慢波睡眠和异相睡眠时要比清醒时低。因此5-HT能神经细胞在睡眠维持时并无必要作用。5-HT正常情况下对睡眠的产生有促进作用，5-HT神经细胞可能在清醒时产生作用促使睡眠的发生。电刺激中缝核尽管不能产生睡眠但可以使行为和感觉迟钝、痛觉丧失，因此5-HT具有消弱其它系统对皮层刺激的作用。近期的研究也表明5-HT对脑桥中脑被盖和前脑基底的胆碱能细胞具有抑制作用，通过微量注射技术将5-HT注入前脑基底可以引起皮层高频率的EEG活动降低，因此5-HT可以弱化皮层活动并与降低觉醒和启动慢波睡眠有关。5-HT的作用可能是在觉醒时通过弱化激活系统和刺激其它睡眠因子的聚集而诱发慢波睡眠。
尽管脑内细胞外的腺苷浓度在觉醒时高于慢波睡眠状态，但这种高浓度的积聚是随着觉醒时间的延长而逐渐增加的，而睡眠后逐渐降低。因此腺苷在细胞外的聚集似乎是与疲倦相类似的脑内睡眠诱导因子。
腺苷是一种神经调质(neuromodulator)，通过作用于第二信使相关的突触后受体抑制神经细胞放电，也通
睡眠和觉醒的机制(5)
组胺(histamine)
组胺由外周组织产生，在兔的脑室内注射组胺可以产生觉醒作用，而且觉醒状态的兔与睡眠状态的兔相比，其血中可以测到高水平的组胺，说明组胺是作为一种神经体液因子参与觉醒和睡眠的调节。与肾上腺素一样，组胺通过位于血脑屏障以外的脑区域起作用。
其它因子
包括垂体激素在内的外周化学性因子的作用可以加强或改变中枢的状态，而且皮质激素如肾上腺皮质分泌的糖皮质激素可以容易的进入脑多种神经细胞，与特殊受体直接作用来加强觉醒。人类血浆内的皮质醇也有明显的昼夜节律，在夜间慢波睡眠时降至低点，在清晨和觉醒时升高，这很可能反映出激素为觉醒的预备机制。
20世纪60年代，通过免疫荧光技术发现5-HT定位于脑干的中缝神经细胞（rapheneurons），因此考虑到中缝核(raphenuclei)很可能是脑干慢波睡眠系统的组成部分。中缝核位于脑干中线上，从延髓至脑桥和中脑，5-HT神经细胞对脑和脊髓具有广泛的神经支配，其吻侧中缝核（rostrallylocatedraphenuclei）主要向前投射至前脑，包括丘脑、下丘脑、前脑基底和皮层区域，其尾侧中缝核(caudallylocatedraphenuclei)主要向尾部投射至脊髓。
发表时间：2007-02-25 11碱通过中枢神经系统内的毒蕈碱和烟碱受体起作用，毒蕈碱受体通过第二信号系统减慢和延长突触后兴奋作用。烟碱受体通过离子通道直接加快突触后兴奋作用。乙酰胆碱作用于大脑皮层产生延长兴奋的作用，并通过毒蕈受体产生缓慢的神经调节作用。皮层锥体细胞的缓慢去极化产生从与慢波活动相关的突发性放电（burstdischarge）向与皮层快速活动相关的紧张性放电（tonicdischarge）的活动方式的转移，通过乙酰胆碱的这种突触调节作用和脑干向前脑以及前脑基底向皮层的广泛投射，乙酰胆碱能神经细胞可在觉醒和反常睡眠时产生皮层的紧张性活动。
睡眠和觉醒的机制(7)
发表时间：2007-02-25 11:40:26作者：无忧睡眠网 来源：无忧睡眠网
5-HT作用于多种受体，除了第二信使相关的受体，也作用于离子型受体，因此对于不同的突触后细胞具有抑制作用也具有兴奋作用。目前发现离子型兴奋性突触后受体（5-HT3），主要位于皮层和前脑内的γ氨基丁酸（GABA）能中间神经细胞，而主要的抑制性突触后受体（5-HT1A）位于许多投射神经细胞，尤其是前脑基底的胆碱能神经细胞，5-HT通过这些受体使细胞超极化从而产生抑制作用，因此5-HT可以通过协调不同细胞上多种受体的激活，弱化皮层活动，促进慢波睡眠的产生。
2慢波睡眠的化学介质
（1）神经递质与慢波睡眠
5羟色胺（serotonin，5-HT）
在早期的研究中就发现5-HT可能对慢波睡眠形成有一定作用，其作用可能与拮抗儿茶酚胺有关，单胺氧化酶抑制剂如巴吉林（pargyline）和尼亚酰胺（nialamide）可阻止5-HT的代谢，这些药物显示出具有延长和加强慢波睡眠的作用，而阻止5-HT合成的药物(如parachlorophenylalanine)则可以引起失眠。
睡眠和觉醒的机制(6)
发表时间：2007-02-25 11:40:26作者：无忧睡眠网 来源：无忧睡眠网
（3）促进觉醒的血源性因子
肾上腺素（epinephrine）
通常由肾上腺髓质释放入血，早期的研究发现脑室内注射肾上腺素可以使睡眠的动物产生皮层活动，另外的一些研究也表明由交感神经释放的外周循环肾上腺素可以通过网状激活系统作用于中枢产生皮层活动和觉醒，但后来认识到肾上腺素不能通过血脑屏障。然而肾上腺素和其它一些血源性物质可以作用于位于血脑屏障以外的特殊的脑室周围器官（circumventricularorgans），如延髓的最后区、下丘脑的正中隆起（medianeminence）、终板血管器（organumvasculosum），从而在睡眠-觉醒周期和植物神经和神经内分泌调节中具有重要作用。
腺苷（adenosine）
自从咖啡因发现以来就认为腺苷在慢波睡眠中起作用，咖啡因是一种刺激剂，可以阻断腺苷受体，腺苷的类似物能增加慢波睡眠和皮层的慢波活动，而应用咖啡因可以阻断这一作用。
腺苷以高浓度形式聚集于一些特殊的神经细胞并可以以神经递质的形式释放，同时它也以三磷酸腺苷（ATP）的代谢产物形式存在于细胞外。当细胞内的能量代谢使二磷酸腺苷（ADP）合成三磷酸腺苷引起一磷酸腺苷（AMP）增加时腺苷也可转移出细胞外。