睡眠及觉醒神经生物学
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表现二：脑的氧耗高于清醒状态，骨骼肌张力近乎完全丧 失，躯体的大部分实际上不能动弹
表现三：呼吸肌继续工作,但很微弱.眼肌和内耳肌则非常活 跃,眼睑闭合,眼球时而来回运动,予示着生动的梦,在眼动和 眼动后被唤醒的人90﹪-95﹪报告做了梦
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
非快眼动睡眠和快眼动睡眠生理表现比较
非快眼动睡眠
快眼动睡眠
心率规则，血压平稳
心率不平稳
呼吸频率慢而有规律
呼吸频率不平稳
呼吸道阻力增加
-
血液中CO2分压增加
-
体温和脑温降低
主动体温调节功能消失，脑温 升高
脑组织血流量、氧耗量、葡萄糖耗量降 脑组织血流量、氧耗量、葡萄
低
糖耗量增加
-
肢体远端的肌肉和面部肌肉短
表现一：在此期间可发生梦游和梦话，生理激发减少， 此期间分泌生长激素,这即是青春期睡眠很多的原故， 75-80%的睡眠时间是non-REM sleep
表现二：神经活动降低，代谢率及大脑温度降至最低，交感活动 减少,心率、血压下降，付交感活动增强,并占主导地位（如瞳孔收 缩,肌张力及反射完整）——休闲的脑,可动的躯体
l 动作电位是脑内唯一可以快速远 距离传递的信号,神经元相互结合 成电网络，同时也可按某种节律 同步放电,群电活动可以通过表面 或深部电极加以记录
脑电波划分频率波段
定义：单位时间(秒)内 波的个数
单位: 赫兹(Herz, Hz) EEG频率的分类 波: 7-13 Hz 波: 14-30 Hz 波: 4-7 Hz 波: 0.5-3 Hz
特异性投射系统： 特定的感觉（例如躯体感觉）通过三级神经元到达皮层，
产生某种特定的感觉， 特异性传入系统的功能是引起特定的感觉，并激发大脑皮
层传出冲动。 非特异性投射系统： 特异性投射系统第二级神经元的纤维在通过脑干时，发出
侧支与脑干中的神经元发生联系 失去了专一的感觉性质及定位特征。功能是维持和改变大
在无明显刺激情况下，大脑皮层经常自发地 产生的节律性电位变化．
皮层诱发电位
基本波形：
主反应：先正后负 的电位变化．
后发放：一系列正
相的周期性电位
+
波动.
脑电图（electroencephalogram，EEG）
概念： 在头皮上记录 的持续的、节 律的自发脑电 活动的图形．
脑电波形成的机制
l 皮层表面的电位变化：大量神经 元同步发生突触后电位（EPSP、 IPSP）而产生．
从non-REM 睡眠的第 一期开始,逐步进展(1期、 2期、3期、4期)到第四 期,该过程可被偶而出现 的身体运动及部分觉醒 打断.
70-80分钟后,一般短暂 地回到第三期或第二期), 由此进入第一个持续约 5-10分钟的REM睡眠期.
人类从non-REM睡眠 开始到第一个REM睡眠 结束的周期约90-110分 钟
脑皮层的兴奋状态，但不能产生特定的感觉。
特异性投射系统 非特异性投射系统
中继核 传导路径
感觉接替核（主） 联络核（次） 固有特异
（orthodox sleep） 快波睡眠（fast wave sleep，FWS）或异相睡眠
（paradoxical sleep，PS） 眼动电图： 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）
睡眠周期循环：
睡眠与觉醒
提纲：
n 睡眠的定义和脑的电活动 n 睡眠的周期和表现 n 产生睡眠和觉醒状态的神经机制 n 睡眠的调节 n 睡眠的作用
睡眠定义
n高等脊椎动物中普遍存在的一种对环境没有反应的,有感知 的可逆性行为状态，一种生理和行为过程非常复杂的复合 状态。 n睡眠对我们的生命与摄食和呼吸一样重要，人一生约有三 分之一的时间处于睡眠,其中四分之一的睡眠时间处于活跃 做梦的状态。 n长期剥夺睡眠能毁灭性的破坏机体的正常功能。 n不同于昏迷:睡眠是生理性的,可循环的, 可逆性的。
Байду номын сангаас
频率与波幅
种类
Beta
频率(Hz) 波幅(uV)
14-30
2-20
主导时期
思维活动
Alpha Theta
8-13 4-7
Delta 0.5-3
20-60 20-100 20-200
清醒、放松
儿童的支配频率，在成 人随困倦和注意而增加 深睡，婴儿支配频率
睡眠的两个时相：
EEG： 慢波睡眠（slow wave sleep，SWS）或正相睡眠
睡眠周期循环：
健康成年人睡眠总时间 75%为non-REM睡 眠
25%为REM睡眠
循环特点：
l随着睡眠的进程，non-REM睡眠的时程普遍缩 短(特别是3期和4期） lREM睡眠延长.一夜的REM睡眠有一半发生在最 后三分之一的睡眠时间. lREM睡眠期最长可持续30--50分钟.
非快速眼动睡眠表现
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．
自发脑电活动（spontaneous electric activity of the brain）：
暂抽动，肌张力消失
性激素分泌高峰，生长激素分泌增加 -
睡眠和觉醒状态的神经机制
觉醒与睡眠的形成是两个系统作用: 觉醒——非特异上行激活系统 睡眠——下丘脑视前区腹外侧部（VLPO）
（NREM)；桥脑头端被盖外侧区(REM) 两个系统互相作用，互相制约； 觉醒与睡眠都是主动过程；
上行激活系统：
表现三：脑电波节率慢,振幅大,提示皮层神经元振荡的同步性较高,大部 分感觉输入不到达皮层，被唤醒后,通常回忆不起有过任何思维活动,或 仅回忆起非常模糊的思维，详细的,有情节的梦很少出现
快眼动睡眠（REM Sleep ）表现：一：人类 REM 睡眠90分钟一个周期,
每个REM周期比上个周期要长一些.快速 眼球运动出现生动的梦或恶梦，身体是“ 麻痹的.”——活跃的脑,瘫痪的躯体
表现三：呼吸肌继续工作,但很微弱.眼肌和内耳肌则非常活 跃,眼睑闭合,眼球时而来回运动,予示着生动的梦,在眼动和 眼动后被唤醒的人90﹪-95﹪报告做了梦
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
非快眼动睡眠和快眼动睡眠生理表现比较
非快眼动睡眠
快眼动睡眠
心率规则，血压平稳
心率不平稳
呼吸频率慢而有规律
呼吸频率不平稳
呼吸道阻力增加
-
血液中CO2分压增加
-
体温和脑温降低
主动体温调节功能消失，脑温 升高
脑组织血流量、氧耗量、葡萄糖耗量降 脑组织血流量、氧耗量、葡萄
低
糖耗量增加
-
肢体远端的肌肉和面部肌肉短
表现一：在此期间可发生梦游和梦话，生理激发减少， 此期间分泌生长激素,这即是青春期睡眠很多的原故， 75-80%的睡眠时间是non-REM sleep
表现二：神经活动降低，代谢率及大脑温度降至最低，交感活动 减少,心率、血压下降，付交感活动增强,并占主导地位（如瞳孔收 缩,肌张力及反射完整）——休闲的脑,可动的躯体
l 动作电位是脑内唯一可以快速远 距离传递的信号,神经元相互结合 成电网络，同时也可按某种节律 同步放电,群电活动可以通过表面 或深部电极加以记录
脑电波划分频率波段
定义：单位时间(秒)内 波的个数
单位: 赫兹(Herz, Hz) EEG频率的分类 波: 7-13 Hz 波: 14-30 Hz 波: 4-7 Hz 波: 0.5-3 Hz
特异性投射系统： 特定的感觉（例如躯体感觉）通过三级神经元到达皮层，
产生某种特定的感觉， 特异性传入系统的功能是引起特定的感觉，并激发大脑皮
层传出冲动。 非特异性投射系统： 特异性投射系统第二级神经元的纤维在通过脑干时，发出
侧支与脑干中的神经元发生联系 失去了专一的感觉性质及定位特征。功能是维持和改变大
在无明显刺激情况下，大脑皮层经常自发地 产生的节律性电位变化．
皮层诱发电位
基本波形：
主反应：先正后负 的电位变化．
后发放：一系列正
相的周期性电位
+
波动.
脑电图（electroencephalogram，EEG）
概念： 在头皮上记录 的持续的、节 律的自发脑电 活动的图形．
脑电波形成的机制
l 皮层表面的电位变化：大量神经 元同步发生突触后电位（EPSP、 IPSP）而产生．
从non-REM 睡眠的第 一期开始,逐步进展(1期、 2期、3期、4期)到第四 期,该过程可被偶而出现 的身体运动及部分觉醒 打断.
70-80分钟后,一般短暂 地回到第三期或第二期), 由此进入第一个持续约 5-10分钟的REM睡眠期.
人类从non-REM睡眠 开始到第一个REM睡眠 结束的周期约90-110分 钟
脑皮层的兴奋状态，但不能产生特定的感觉。
特异性投射系统 非特异性投射系统
中继核 传导路径
感觉接替核（主） 联络核（次） 固有特异
（orthodox sleep） 快波睡眠（fast wave sleep，FWS）或异相睡眠
（paradoxical sleep，PS） 眼动电图： 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）
睡眠周期循环：
睡眠与觉醒
提纲：
n 睡眠的定义和脑的电活动 n 睡眠的周期和表现 n 产生睡眠和觉醒状态的神经机制 n 睡眠的调节 n 睡眠的作用
睡眠定义
n高等脊椎动物中普遍存在的一种对环境没有反应的,有感知 的可逆性行为状态，一种生理和行为过程非常复杂的复合 状态。 n睡眠对我们的生命与摄食和呼吸一样重要，人一生约有三 分之一的时间处于睡眠,其中四分之一的睡眠时间处于活跃 做梦的状态。 n长期剥夺睡眠能毁灭性的破坏机体的正常功能。 n不同于昏迷:睡眠是生理性的,可循环的, 可逆性的。
Байду номын сангаас
频率与波幅
种类
Beta
频率(Hz) 波幅(uV)
14-30
2-20
主导时期
思维活动
Alpha Theta
8-13 4-7
Delta 0.5-3
20-60 20-100 20-200
清醒、放松
儿童的支配频率，在成 人随困倦和注意而增加 深睡，婴儿支配频率
睡眠的两个时相：
EEG： 慢波睡眠（slow wave sleep，SWS）或正相睡眠
睡眠周期循环：
健康成年人睡眠总时间 75%为non-REM睡 眠
25%为REM睡眠
循环特点：
l随着睡眠的进程，non-REM睡眠的时程普遍缩 短(特别是3期和4期） lREM睡眠延长.一夜的REM睡眠有一半发生在最 后三分之一的睡眠时间. lREM睡眠期最长可持续30--50分钟.
非快速眼动睡眠表现
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．
自发脑电活动（spontaneous electric activity of the brain）：
暂抽动，肌张力消失
性激素分泌高峰，生长激素分泌增加 -
睡眠和觉醒状态的神经机制
觉醒与睡眠的形成是两个系统作用: 觉醒——非特异上行激活系统 睡眠——下丘脑视前区腹外侧部（VLPO）
（NREM)；桥脑头端被盖外侧区(REM) 两个系统互相作用，互相制约； 觉醒与睡眠都是主动过程；
上行激活系统：
表现三：脑电波节率慢,振幅大,提示皮层神经元振荡的同步性较高,大部 分感觉输入不到达皮层，被唤醒后,通常回忆不起有过任何思维活动,或 仅回忆起非常模糊的思维，详细的,有情节的梦很少出现
快眼动睡眠（REM Sleep ）表现：一：人类 REM 睡眠90分钟一个周期,
每个REM周期比上个周期要长一些.快速 眼球运动出现生动的梦或恶梦，身体是“ 麻痹的.”——活跃的脑,瘫痪的躯体