睡眠与觉醒的脑机制
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
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，
睡眠与觉醒的脑机制
睡眠为何如此重要？
目前，没有一种关于睡眠功能的理论被公认，但 最合理的理论有两个：恢复理论和适应理论。
恢复理论----睡眠是为了休息和恢复，准备再度 醒来。雷切斯查芬等人对人和动物做过减少睡眠 的系列研究，但未发现支持这一理论的结果。
适应理论----为了逃避麻烦，在我们最脆弱的时 候躲避天敌，躲避环境中的有害情况，或者节约 体能。
非快速眼动睡眠( non-rapid eye movement sleep, 非 REM睡眠）
“休闲的大脑，可动的躯体”
✓ 肌张力下降，运动减至最 小
✓ 脑电波节律慢、振幅大 ✓ 生理特征—体温↓、能耗
↓；副交感神经系统活动 ↑，心率↓、呼吸↓、泌 尿↓、消化活动↑ ✓ 大部分感觉输入不到达皮 层 ✓ 很少出现梦境 ✓ 生和可逆的 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。
人的一生，睡眠时间有多少呢？
人的一生大约有三分之一的时间在睡眠中度过，其中四分 之一的睡眠时间处于活跃做梦的状态。
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。
这些神经元就像开关与调谐器， 调控着大脑皮层的兴奋性，调 控着感觉信息流向大脑皮层的 传输。
大脑皮层
↑
神 经 元 群
↑
感觉信息
虽然现有的研究对这些调制系统的工作原理还不 完全了解，但可归纳出几条基本原则：
从20世纪60年代开始，更多的研究聚焦于神经递质在睡眠 和觉醒过程中的作用，进一步促进了人类对睡眠和觉醒机 制的理解。目前认为睡眠和觉醒是在神经和神经介质共同 作用而完成，其本身受昼夜节律、人体生物钟和周围环境 的影响和调节。
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。
睡眠与觉醒神经生物学
睡眠稳态调节
我们现在对这种睡眠稳态调节的具体 作用机制还不清楚，比如VLPO神经元 系统，它们在人体缺觉时的活性并不 会升高，即没有积累“催促”人体入 睡的信号，直至我们入睡为止。
眼动电图：
1. 非快眼动睡眠(Non-rapid eye movement sleep， Non-REM)
睡眠一期（stage 1） 睡眠二期（stage 2） 睡眠三期（stage 3） 睡眠四期（stage 4）
2. 快眼动睡眠(Rapid eye movement sleep，REM)
不同于昏迷:睡眠是生理性的,可循环的, 可逆性的。
睡眠在行为学上判定标准：
1. 运动能动性降低； 2. 对刺激的反应减小； 3. 刻板的姿态（例：人类的闭眼躺卧）； 4. 比较容易逆转；
脑的电活动:
皮层诱发电位（evoked cortical potential）：
感觉传入系统受刺激时，在皮层上某一局限区 域引出的形式较为固定的电位变化．
昼昼夜夜节节律律调调节节
▪ 视交叉上核神经核团（SCN）是我们大脑中的主控时钟 （master clock）。SCN细胞具有24小时周期性的活化特征， 将这些细胞从大脑中分离出来，该调控机制同样有效。
▪ 动物缺乏SCN细胞，又缺乏外界的时间信息，它们就会失去 对包括睡眠在内的各种日常行为、活动以及生理过程的昼夜 调控能力。
表现四：自主神经系统的交感活性占主导地位。心率和呼吸 加速,但不规则,内稳态功能减弱,呼吸与血中CO2浓度的关联 减弱. 体温控制系统基本放弃,深部体温开始下降
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
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。
左半脑
高度警觉
清醒
右睡左工作
左睡右工作
需要睡眠的两种最合理的观点为恢复理论（restoration)
和适应理论(adaptation)。
睡眠是种存保存能量的适应行为。睡眠时，身体所做的
工作仅仅是为了维持生命，所有的消耗都减到最低。对 于生活在狐狸领地的松鼠来说，在月光下漫步太危险了。 对松鼠来说，最好的策略莫过于在呆有洞穴里，睡眠则 是达到这一目的的好方法。
同步化
清醒和安静时的脑电图
闭上眼睛清醒安静时可以看到α 波活动，频率为8-13Hz,在
枕区最大。当睁眼时，则可看到α节律被抑制。
眨眼伪迹
α节律
β 节律
脑节律的功能
至今，大脑的皮质节律的功能在很大程度上还是一个谜。
一种观点认为，神经节律可以协调神经系统不同区域之间
的活动。在觉醒状态下，脑的感觉系统和运动系统经常发 生阵发性同步神经活动。如当你试图抓住一个篮球时，同 时对形状、颜色、运动、距离甚至篮球的含义反应的不同 神经元趋于同步化，将分散的信息统一起来。 另一种观点则认为，大多数的节律没有直接的意义。尽管 这些节律很有意思，但却只是多种兴奋性通路之间联系而 产生的副产品。 不管脑节律是否真的有什么功能，但为我们了解脑的功能 状态提供了一个便利的窗口。
第十二讲 睡眠和觉醒
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。
睡眠与觉醒的机制
睡眠与觉醒的机制赵天明190701046睡眠和觉醒是人一生中反复交替的二种生理状态，睡眠占据了人类生命中大约三分之一的时间，是人类生存的必要条件。
它受制于接近地球自转周期的“昼夜节律（circadianrhythm）”的影响，同时也受人类自身“生物钟（biologicalclock）”的调控。
自古以来人类就对睡眠的本质有过数不清的猜测和遐想，但直到目前睡眠和觉醒觉醒的机制（mechanismsofsleep-wakestates）仍然是困惑人类的一个基本课题。
人类对睡眠的认识是随着脑电技术的发展而逐渐深入。
1875年Caton第一次从家兔和犬脑表面记录到了脑电活动波，1929年Berger从其儿子的头皮上首次记录到了人类的脑电波，并观察到睡眠和觉醒状态下，脑电图有显著不同。
1953年美国芝加哥大学生理教研室的Kleitman教授和他的研究生Aserinsky第一次通过脑电、眼电和肌电的记录发现了异相睡眠(paradoxicalsleep)即快速眼动睡眠(rapideyemovementsleep)，使人类对睡眠的认识由原来的单一过程改变为包含两个截然不同时相的双相过程，即慢波睡眠和异相睡眠，并且随后的研究发现引起异相睡眠神经机制与慢波睡眠也不同。
从20世纪30年代开始，包括神经生理学、神经解剖学和神经生化学的多学科就开始对睡眠和觉醒基本机制进行研究，使人类对睡眠和觉醒有了一定的认识。
在早期的研究中，损伤和刺激是最常用来鉴定神经系统中产生和维持觉醒和睡眠区域的基本方法，神经解剖学运用这些方法对动物睡眠和觉醒机制进行了大量的研究，这些研究对于了解人类睡眠和觉醒机制以及与人类脑损伤相关的睡眠紊乱和昏迷提供了神经解剖基础。
神经生理学通过记录脑内神经细胞的电活动，确认可能产生睡眠或觉醒的细胞，明确了一些睡眠-觉醒产生的细胞机制，从20世纪60年代开始，更多的研究聚焦于神经递质在睡眠和觉醒过程中的作用，进一步促进了人类对睡眠和觉醒机制的理解。
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。
睡眠与觉醒的生理机制
慢波睡眠
2013-8-29
38
大脑皮层
松果体
视交叉上核
视交叉
下丘脑
2013-8-29
39
蓝斑核
2013-8-29
40
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。
2013-8-29
7
次/秒
觉醒与睡眠中常见的脑电图
2013-8-29 8
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。
【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。
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非REM
REM
兴奋部位 相关递质
脑干中缝核 5-HT
脑干中缝核尾端-蓝斑中、后部 5-HT、NE、ACh
睡眠特点 ①脑电波为高振幅快波； ①脑电波为低振幅快波；
②感觉、呼吸、Bp、心率、②感觉和肌紧张，阵发性
代谢率↓，肌紧张减退； 呼吸不规则和肢体抽动，
③不出现眼球快速运动； 骨骼肌张力丧失；
④唤醒阈低，且主诉做梦 ③出现眼球快速运动；
睡眠和觉醒的脑机制
第一节. 快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠
第二节. 睡眠时相和周期
第三节. 睡眠与觉醒的机制
第四节. 快速眼动睡眠和梦
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1
人的一生大约有三分之一的时间在睡眠中 度过，其中四分之一的睡眠时间处于活跃 做梦状态。
睡眠功能的理论：
恢复理论
适应理论
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2
第一节 快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠
简答：
试述Klüver-Bucy综合征的特点
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20
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3
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）
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4
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”
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5
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”
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6
睡眠的两种时相
反之：
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二、入睡与非快速眼动睡眠
入睡过程包括一系列进行性的脑活动改变， 然后进入非REM睡眠状态。
大多数弥散调制性系统的神经元（例如，蓝 斑、中缝核群以及基底前脑的神经元）放电 频率普遍降低。
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三、快速眼动睡眠
REM睡眠的神经控制来自脑干深部，特别是 位于脑桥的弥散性调制系统。
蓝斑的NE能系统和中缝核群的5-HT能系统的 神经元放电频率随着REM睡眠几乎降为零； 而脑桥Ach能系统的神经元放电频率则急剧上 升。
者少。
④唤醒阈高，且主诉做梦
者多。
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7
第二节 睡眠时相和周期
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8
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：
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第三节 睡眠与觉醒的机制
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睡眠的机制： 睡眠不是脑活动的简单抑制，而是一
在REM睡眠期为何四肢不能运动？
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四、促睡因子
胞壁酰二肽 白介素-1
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第四节 快速眼动睡眠和梦
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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”假说症
作业
快速眼动睡眠
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：
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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