醫(yī)學專題睡眠與注意及多動癥

睡眠與覺醒的生理基礎(chǔ)人生的三分之一時間是在睡眠中渡過的。從生理心理學的角度看,睡眠(sleep)是一種本能,它具有相對獨立于環(huán)境的節(jié)律。睡眠與覺醒是人和高等動物維持正常生命活動所必須的兩個相互轉(zhuǎn)化和交替的過程。這種轉(zhuǎn)化是生物體周期性活動規(guī)律的典型范例。12021/7/19星期一覺醒時,機體對外界和內(nèi)部環(huán)境的刺激較為敏感,并能做出有目的的、有效的反應;睡眠時,機體對內(nèi)外環(huán)境刺激的敏感性降低,人腦的一些高級功能,如學習、記憶,特別是思維不再能正常而有效地進行。22021/7/19星期一睡眠與健康的關(guān)系歷來受到人們的重視。近年來對睡眠的生理過程的研究有了重要突破,在診斷和治療睡眠障礙方面有許多進展。32021/7/19星期一睡眠類型與睡眠周期關(guān)于睡眠的研究發(fā)現(xiàn),睡眠期間人腦并未休息,只是換了一種工作方式。腦電圖(EEG)清楚地顯示,睡眠并不是一個平靜的過程,而是由一系列主動調(diào)節(jié)的睡眠周期組的。最好的人類睡眠研究是在實驗室內(nèi)進行的,實驗者將電極安放在睡眠者頭皮上,以監(jiān)測其腦電圖,用其他的電極和傳感裝置以監(jiān)測肌肉、眼動和自主神經(jīng)系統(tǒng)的活動。42021/7/19星期一正常人覺醒狀態(tài)時的腦電圖呈現(xiàn)兩種基本的活動模式:α波和β波。清醒時閉上眼

,什么事也不想時的腦電波與睜眼時相比,波幅稍高也稍慢,每秒8~13次,這種腦電波叫α波。清醒狀態(tài)下的腦電波是低幅快波,每秒鐘13次以上,

又叫β波

,通常是個體注意環(huán)境中的事件或積極思考時出現(xiàn)。52021/7/19星期一一、睡眠類型人類的睡眠可以分為兩種類型:腦電波呈現(xiàn)同步化慢波的時相,稱為慢波睡眠

(slowwavesleep,SWS);腦電波呈現(xiàn)去同步化的快波時相,稱為快波睡眠

(fastwavesleep,FWS),又稱異相睡眠

(paradoxicalsleep)。62021/7/19星期一

人們剛剛?cè)胨蟮乃叽蠖紝儆诼ㄋ?。根?jù)腦電波的變化,慢波睡眠時相可以分為1、2、3、4期

,分別對應于入睡期、淺睡期、中睡期和深睡期。在慢波睡眠中,腦電活動的變化與行為變化相平行,從入睡期至深睡期,腦電活動逐漸變慢并伴隨著行為變化,表現(xiàn)為肌張力逐漸減弱,呼吸節(jié)律和心率逐漸變慢等。一、慢波睡眠72021/7/19星期一慢波睡眠的特點是從入睡開始,隨著睡眠加深而出現(xiàn)腦電波頻率逐漸減慢,電壓(波幅)逐漸增高,腦電圖波的四個階段共持續(xù)30~45分鐘以上。然后,腦電圖又按相反的順序經(jīng)過同樣長的時間由第四階段返回到第一階段,行為上由安靜困倦開始進入睡眠狀態(tài)。82021/7/19星期一入睡期慢波睡眠1期(入睡期):

個體對外界刺激仍有反應,而且有不少奇異體驗,如軀體麻術(shù)、顫動和沉浮感等。頭腦中還有片斷的思維活動,醒后仍可回憶。腦電圖上α波消失,有各種頻率的低幅腦波而無紡錘波。這就是睡眠第一階段的波形。我們平時犯困,所謂瞌睡期或朦朧期,就是指這一期,其時間的長短因人而異。92021/7/19星期一慢波睡眠2期(淺睡期):

個體對外界刺激已元反應,亦無可回憶的精神活動。腦電圖表現(xiàn)為典型的12~14Hz紡錘波與κ復合波。這一階段腦電圖的最大特點就是慢波當中時常會也現(xiàn)一種所謂紡錘形波,其頻率為12~14Hz,波幅由小到大,再由大到小,呈紡錘形。一夜中,人有一半時間處于這種淺睡眠狀態(tài)(即第2階段睡眠,占總睡眠的50%)。淺睡期102021/7/19星期一慢波睡眠3期(中睡期):腦電圖上有中等程度高幅8波,偶有紡錘波的余跡。腦電圖比第2階段明顯慢些,平均頻率4~7Hz,波幅也較高,其中極慢頻率(0.5~3Hz),也就是8波,約占25%~50%。

中睡期112021/7/19星期一慢波睡眠4期(深睡期):腦電圖上出現(xiàn)大量高幅8波。睡眠最深階段是第四階段,此時8波占50%以上。第三階段和第四階段的睡眠僅有量的不同而無質(zhì)的差別。因為腦電波均很慢,所以合稱慢波睡眠;因為睡眠均很深,所以又叫深睡眠。深睡期122021/7/19星期一（二)異相睡眠

異相睡眠或快波睡眠是睡眠過程中周期性地出現(xiàn)的一種激活狀態(tài),腦電波呈現(xiàn)去同步化快波。由于這種類型的睡眠常伴有眼球的快速運動,也被稱作快速眼動睡眠(rapid-eyemovement,REM)。132021/7/19星期一在異相睡眠中,腦電變化與行為變化相分離,腦電活動類似慢波睡眠的入睡期,以肌張力為代表的行為變化卻比深睡期還深,肌張力幾乎完全松弛,還伴有快速眼動現(xiàn)象和腦橋-膝狀體-枕葉(PGO)波周期性高幅放電等特殊變化。這種類型的睡眠與做夢的關(guān)系比慢波睡眠更為密切。142021/7/19星期一152021/7/19星期一睡眠生理與調(diào)節(jié)腦橋頂部的藍斑分泌去甲腎上腺素參與REM睡眠。腦干中央的中逢核分泌5-羥色胺與睡眠的激活有關(guān)。162021/7/19星期一172021/7/19星期一182021/7/19星期一二、睡眠周期慢波睡眠其實是一種全身放松階段,這時人的呼吸變深、變慢、變均勻,心率也減慢,身體的各個部分都在放松休息。在整個慢波睡眠期間,肌肉松弛,但軀體運動并不消失。正常人平均20分鐘有一次大的姿勢調(diào)節(jié),有的人甚至短至5分鐘就有一次姿勢調(diào)節(jié)活動。內(nèi)臟運動以副交感神經(jīng)活動占優(yōu)勢,表現(xiàn)為心率減慢、血壓下降,胃腸蠕動增加,喚醒的闊值隨著睡眠的階段序號的增減而增減,

或者與腦電活動頻率相反

192021/7/19星期一第一階段最易喚醒,第四階段(8波〉睡眠最難喚醒。應該注意的是,慢波睡眠4期可能促進機體某些激素的分泌,特別是未成年人的垂體前葉分泌的生長素,因此保證充足的睡眠有助于未成年人機體的生長發(fā)育。

慢波睡眠4期202021/7/19星期一人體經(jīng)過慢波睡眠后,進入快波睡眠,這時候身體表現(xiàn)為繼續(xù)放松,然而內(nèi)部機能卻開始活躍,腦電波由慢波轉(zhuǎn)為快波,呼吸加快、體溫和心率也明顯上升。這個階段對于人體有著十分重要的作用?？觳ㄋ叩谋憩F(xiàn)情況212021/7/19星期一快波睡眠的表現(xiàn)情況在這個階段,體內(nèi)的各種新陳代謝功能明顯增加,確保了腦組織蛋白質(zhì)的合成和消耗物質(zhì)的補充,使神經(jīng)系統(tǒng)能正常發(fā)育,并為第二天正?；顒臃e蓄能量。有效地保證異相睡眠的時間對睡眠質(zhì)量及人的身體健康來說都十分重要。222021/7/19星期一異相睡眠期,睡眠者肌肉呈完全松弛狀態(tài),甚至肌肉電活動完全消失,睡眠深度似乎比慢波四期更深,體溫仍較低,對外部剌激的感覺功能進一步降低,難以將睡眠者從此期喚醒。與行為變化相反,腦電活動為極不規(guī)律的低幅快波。在異相睡眠中,最有特征的行為變化是眼球快速運動,約每分鐘60次?？觳ㄋ叩谋憩F(xiàn)情況232021/7/19星期一進入睡眠約90分鐘后,突然出現(xiàn)幾種生理變化:腦電圖突然變得不同步;表現(xiàn)出第一階段的低壓、快速特征;體溫略有上升;交感神經(jīng)活動增強;心率加快,血壓上升,呼吸加快而不規(guī)則;胃腸運動停止;全身肌張力極度降低,因而導致蔚聲消退;此時不能調(diào)節(jié)體溫,所以體溫會朝著周圍環(huán)境溫度水平變化?？觳ㄋ叩谋憩F(xiàn)情況242021/7/19星期一在異相睡眠時,機體的喚醒閾值升高。從這個角度看,異相睡眠是睡眠的最深沉階段。

當睡眠者在異相睡眠時被喚醒并問他是否做了夢時,74%~95%的人能記起夢境內(nèi)容?？觳ㄋ叩谋憩F(xiàn)特征252021/7/19星期一人的每夜睡眠大約由慢波睡眠和異相睡眠交替變換4~6個周期所組成,平均每個周期歷時80~90分鐘,包括20~30分鐘的異相睡眠和約60分鐘的慢波睡眠。成人入睡后,必須先經(jīng)過慢波睡眠1~4期和4~2期的順序變化后,才能進入第一次異相睡眠。整個睡眠過程的每個睡眠周期中的慢波睡眠和異相睡眠都不是前一個周期的簡單重復。從上半夜到下半夜每次更替一個周期,異相睡眠的時間都有所增長。所以,后半夜睡眠中,異相睡眠時間的比例增大。慢波睡眠與快波睡眠的交替262021/7/19星期一成年人夜晚睡眠時間的分配大致是:異相睡眠占全部睡眠25%,慢波睡眠2期占睡眠總時間的50%,慢波睡眠3、4期占20%,慢波睡眠1期占5%。其中慢波睡眠4期和異相睡眠占總睡眠時間的比例決定睡眠質(zhì)量。成人異相睡眠272021/7/19星期一282021/7/19星期一在典型的夜間睡眠期間,正常人的異相睡眠和慢波睡眠交替地出現(xiàn),每晚睡眠中異相睡眠階段有規(guī)律地問隔出現(xiàn)5~7次。入睡后第一次出現(xiàn)的異相睡眠持續(xù)時間通常比較短(5~10分鐘),但在后續(xù)各周期中逐漸延長(可達30分鐘)。相反,慢波睡眠的第3、4期在睡眠的前三分之一部分占有優(yōu)勢,但在睡眠的后三分之一即早晨的睡眠中往往完全缺如。正是由于清晨的幾小時8睡眠少而異相睡眠時間較長這一特點,人們才更頻繁地從清晨的睡夢之中醒來。從整體來看,年輕人的睡眠中,異相睡眠約占20%~25%,而慢波睡眠2期約占睡眠總時間的一半,3期和4期約各占15%。292021/7/19星期一三、年齡與睡眠的關(guān)系不同年齡的人對睡眠的日需要量是不同的。正常足月新生兒每天花在睡眠上的時間達18小時以上,

一直到整個青春期睡眠時數(shù)都呈穩(wěn)定下降的趨勢,至中年期維持一定水平,老年期再進一步減少。從兒童期到老年期,異相睡眠與慢波睡眠的8睡眠(慢波睡眠4期)時間逐漸減少。302021/7/19星期一嬰幼兒期是整個機體發(fā)育,特別是大腦發(fā)育的重要階段,腦力和體力活動都十分活躍,這時正是睡眠量最大,異相睡眠時間最長的時期。提前10周出生的早產(chǎn)新生兒,其睡眠時間的80%為異相睡眠;提前2~4周出生的新生兒,其睡眠時間的60%~65%為異相睡眠;足月新生兒的異相睡眠時間只占整個睡眠時間的50%;2歲時的異相睡眠時間降到總睡眼時間的30%~35%;10歲的只有25%;青春期以后約為20%,以后大致穩(wěn)定在這個水平上,直到70歲以前很少再有改變。異相睡眠的時間由出生時的8小時左右降到青春期的1.5~1.75時。而人到了老年期,腦力和體力活動都減少,睡眠總量明顯少于正常兒童。

312021/7/19星期一由于異相睡眠時的腦電活動很像覺醒狀態(tài)下的注意力集中狀態(tài),大腦的耗氧量大于覺醒時;加上童年期異相睡眠的時間變化與大腦皮層聯(lián)絡纖維的發(fā)育及大腦髓鞘發(fā)育的時間相平行。因此,有的學者認為,異相睡眠對于兒童腦部的發(fā)育是至關(guān)重要的,有點類似體育鍛煉對肌肉發(fā)育的作用。此外,有研究發(fā)現(xiàn),患有老年癡呆癥的老人睡眠時間也有所減少;另有研究表明,精神發(fā)育遲滯兒童的異相睡眠量也明顯少于同齡的健康兒童。以上情況都表明,異相睡眠時間長短與腦力活動呈平行關(guān)系。322021/7/19星期一332021/7/19星期一與此同時,慢波睡眠3、4期也從童年期到老年期逐漸減少,60歲以后基本上沒有慢波睡眠4期睡眠。這種情況與晚間自發(fā)醒來的次數(shù)增多有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),70歲的人比20歲的青年人夜間醒來的次數(shù)要多6.5倍。睡眠時間從童年期到老年期慢慢地減少,但慢波睡眠1、2期卻逐漸增多,這說明即使是健康人,年紀大了,睡眠的質(zhì)量也會下降。慢波3、4期342021/7/19星期一睡眠障礙睡眠向來被臨床上作為衡量健康狀況的重要指標之一。睡眠障礙是指睡眠量的異常及睡眠質(zhì)的異?；蛟谒邥r發(fā)生某些臨床癥狀。根據(jù)睡眠障礙發(fā)生的機制和行為表現(xiàn)，將失眠障礙區(qū)分為異相睡眠障礙和慢波睡眠障礙。352021/7/19星期一一、與異相睡眠有關(guān)的障礙異相睡眠障礙是患者突然從覺醒狀態(tài)陷入異相睡眠,發(fā)作時不伴有動作表現(xiàn),且事后對夢境體驗能夠回憶和敘述。發(fā)作性睡病

(narcolepsy)是指長期的警醒程度減退,和在不應睡眠的時間里,發(fā)作性地不可抗拒地睡眠。大多數(shù)患者有一種或數(shù)種其他癥狀,包括睡眠發(fā)作、猝倒癥、睡眠麻痹和入睡幻覺。362021/7/19星期一1.睡眠發(fā)作睡眠發(fā)作是不可抑制的,但為時短暫,患者醒來后覺得精神很好。在任何場合,如囈飯、談話、工作、行走時均可突然發(fā)生,單調(diào)的工作、安靜的環(huán)境以及餐后更易發(fā)作,可能發(fā)生在行路中,可能發(fā)生在談話時,也可能發(fā)生在開車時的駕駛座上。這種短暫睡眠的發(fā)作常持續(xù)2~5分鐘,一般睡眠程度不深,易喚醒,但醒后容易再次入睡。

睡眠發(fā)作372021/7/19星期一2.猝倒(cataplexy)是發(fā)作性睡病的另一種表現(xiàn)形式。在強烈的情緒刺激下,如喜悅、痛苦、發(fā)怒、興奮等情緒下,患者突然發(fā)生短暫的肌張力減退和運動抑制,以至于跌倒在地,但意識清晰。患者像是從清醒狀態(tài)突然進入異相睡眠狀態(tài),癥狀在情緒消退或患者被觸及后消失,一般持續(xù)1~2分鐘。猝倒382021/7/19星期一3.睡眠麻痹(sleepparalysis)常發(fā)生于睡眠和覺醒間期,一般在早晨醒之前時或午睡時發(fā)生。多見于青年人?；颊咝押蟀l(fā)現(xiàn)自己全身不能動,僅呼吸和眼球運動不受影響,意識清晰,往往伴有焦躁和幻覺。持續(xù)數(shù)秒至數(shù)分鐘后緩解,偶然長達數(shù)小時。但只要有人推他一下或與他說話,就立即恢復清醒狀態(tài)。睡眠麻痹392021/7/19星期一4.入睡前幻覺(hypnagogichallucinations)是出現(xiàn)在入睡前的幻覺。這些幻覺常是覺醒和睡眠轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)的可怕的噩夢?；颊邔χ車h(huán)境的動態(tài)有知覺,但同時又像在夢境中。患者恢復正常后,還能描述幻覺內(nèi)容與內(nèi)心體驗。入睡前幻覺402021/7/19星期一發(fā)作性睡病可以發(fā)生在各個年齡階段,但更常見于年輕人,發(fā)病時期多在10~20歲之間,可能與遺傳有關(guān)。

入睡前幻覺412021/7/19星期一入睡前幻覺發(fā)作性睡病的多數(shù)癥狀也許可以解釋為覺醒期間對異相睡眠抑制機制失敗的結(jié)果。一般認為發(fā)作性睡病是由異相睡眠發(fā)生在不正常的時間中所致:睡眠發(fā)作表示在白天經(jīng)過短暫的困倦階段而突然發(fā)生異相睡眠;猝倒則表示在異相睡眠時出現(xiàn)的肌張力松弛;睡眠麻痹是異相睡眠醒來后肌張力松弛的繼續(xù);入睡前幻覺表示患者正常異相睡眠時生動的夢境在蘇醒后繼續(xù)。422021/7/19星期一二、與慢波睡眠有關(guān)的障礙夢囈、睡行癥、夜驚等均出現(xiàn)在慢波睡眠3、4期,兒童多見。慢波睡眠中肌肉尚保持一定張力,可以進行某些動作,但事后完全不能回憶。1.夢囈(sleeptalking)又稱說夢話,即睡眠時自言自語,所說內(nèi)容大多與白天活動有關(guān),有時還可以與別人進行簡單的對話,醒后絕大多數(shù)不能回憶,除非有人昕到你睡眠中說話并告訴了你,否則自己不會知道。夢囈出現(xiàn)在慢波睡眠較淺階段,可單獨出現(xiàn),也可并發(fā)于睡行癥中。432021/7/19星期一2.睡行癥(sleepwalkmg)又稱夜游癥或夢游癥

,只出現(xiàn)在慢波睡眠3、4期,多見于夜間睡眠的前1/3期間。睡行癥是以一種刻板的動作從睡眠中自行下床行動,而后再回床繼續(xù)睡眠的怪異現(xiàn)象,次日不能回憶出夜間所發(fā)生的事。睡行癥發(fā)作,兒童多于成人,一般隨著發(fā)育的成熟睡行癥狀會自然消失。這一種發(fā)生率很高的睡眠異常現(xiàn)象,據(jù)統(tǒng)計約占人口的1%~6%。睡行癥442021/7/19星期一2.睡行癥心理學家研究發(fā)現(xiàn),睡行者的家庭成員中,往往還有其他人也會睡行。因此,睡行可能與遺傳有關(guān)。曾有一個案例,一家人假期團聚,晚上分宿各自的房間,第二天早晨發(fā)現(xiàn)全家人都睡在客廳里,而均無所知。452021/7/19星期一3.夜驚癥(nightterrors)

可見于任何年齡和任何性別,以3~8歲的兒童最為常見。多在入睡后15~30分鐘,慢波睡眠4期出現(xiàn),兒童在睡眠中突然哭喊、驚叫,兩眼直視或緊閉,手足亂動,并從床上坐起或跳至地上。表情緊張、氣急、顫抖。其內(nèi)容往往反映過去恐懼的情感體驗。當時意識呈朦朧狀態(tài),天亮后對夜驚的一切均無記憶。夜驚癥462021/7/19星期一第三節(jié)睡眠與覺醒的生理基礎(chǔ)公元前古希臘亞里士多德提出"睡眠是為了冷卻頭腦中的蒸汽。"我國古代用陰陽五行學說來解釋宇宙和各種自然現(xiàn)象,主張睡眠與心相關(guān)。直到17世紀生理學被確立為一門科學之后,才開始了探討睡眠腦機制的歷史,早期認為睡眠僅是一種被動過程和神經(jīng)系統(tǒng)的靜止狀態(tài),就睡眠的定位來說,強調(diào)大腦兩半球的作用。

472021/7/19星期一巴甫洛夫研究大腦皮層的生理學,創(chuàng)立了高級神經(jīng)活動學說。他認為睡眠是內(nèi)抑制在大腦兩半球皮層中擴散的結(jié)果。但是,與此同時,戈爾茲(Go1tz)等人卻證明切除大腦兩半球的動物仍能維持正常的睡眠和覺醒周期。直到近期,研究才逐步深入到腦的內(nèi)部機制,發(fā)現(xiàn)睡眠并不是覺醒狀態(tài)的簡單終結(jié),而是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的一個主動過程。睡眠與覺醒狀態(tài)的發(fā)生和維持,是與腦內(nèi)的網(wǎng)狀激活系統(tǒng)及其他腦區(qū)域的神經(jīng)控制有密切關(guān)系。同時,也與腦內(nèi)神經(jīng)化學遞質(zhì)的動態(tài)變化有密切關(guān)系。巴甫洛夫及睡眠與覺醒482021/7/19星期一一、覺醒與腦內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)覺醒狀態(tài)有行為覺醒和腦電覺醒之分,前者表現(xiàn)為對新異刺激有探究行為,后者則不一定有探究行為。覺醒狀態(tài)的維持與感覺傳人直接有關(guān)。軀體感覺傳人通路中的上行纖維在通過腦干時,發(fā)出側(cè)支與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的神經(jīng)元發(fā)生突觸聯(lián)系。剌激中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能喚醒動物,腦電波呈現(xiàn)去同步化快波。在中腦頭端切斷網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后,動物出現(xiàn)昏睡現(xiàn)象,腦電波呈同步化慢波,說明腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有上行喚醒作用,稱為腦干網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng)(ascendingreticularacti-vatingsystem)。492021/7/19星期一上行激活系統(tǒng)主要通過非特異性感覺投射系統(tǒng)到達大腦皮層。由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)神經(jīng)元的高度聚合和復雜的網(wǎng)絡聯(lián)系,以及非特異投射系統(tǒng)的多突觸傳遞和在皮層廣泛區(qū)域的彌散性投射,使上行激活系統(tǒng)失去傳導各種感覺的特異性,即它是非特異性的。上行激活系統(tǒng)502021/7/19星期一腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與睡眠、覺醒的發(fā)生和交替有關(guān),如各種感覺刺激可以把已經(jīng)睡眠的人弄醒,就是通過腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的。軀體感覺、聽覺、內(nèi)臟感覺傳入到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后,都有可能影響大腦皮層的興奮性。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對大腦皮層的作用,是與睡眠發(fā)生的機制相關(guān)聯(lián)的。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一部分在動物的行為上有激活作用,使之清醒,同時對腦電有去同步化作用。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與睡眠、覺醒512021/7/19星期一二、睡眠的生理基礎(chǔ)睡眠發(fā)生的機制至今仍不很清楚,但眾多事實表明,睡眠不是腦的活動的簡單抑制,而是一個主動過程。慢波睡眠和異相睡眠在腦電活動、行為表現(xiàn)方面均不同,其神經(jīng)機制也不同。對于慢波睡眠來說,關(guān)鍵性腦結(jié)構(gòu)是中縫核、孤束核和視前區(qū)等;

對于異相睡眠關(guān)鍵性的腦結(jié)構(gòu)是腦橋大細胞區(qū)、藍斑、外側(cè)膝狀體等。522021/7/19星期一（一）與慢波睡眼有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)慢波睡眠為正常人所必需。一般成年人持續(xù)覺醒15~16小時,便可稱為睡眠剝奪,此時極易轉(zhuǎn)為睡眠狀態(tài)。長期睡眠剝奪后,如果任其自然睡眠,則慢波睡眠,尤其是深度睡眠將明顯增加,以補償前階段的睡眠不足。在慢波睡眠中,機體的耗氧量下降,但腦的耗氧量不變;同時,腺垂體分泌生長激素明顯增多。因此,慢波睡眠有利于體力恢復和促進青少年身體生長。532021/7/19星期一（一）與慢波睡眼有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)慢波睡眠是由中縫核(dorsalraptIe)產(chǎn)生的5-羥色胺

(5-HT)引起的,這些神經(jīng)元抑制覺醒系統(tǒng)。破壞中縫核或是抑制5-HT神經(jīng)元合成5-HT的生化過程,均可導致動物失眠,說明中縫核的5-HT神經(jīng)元可以引起慢波睡眠。542021/7/19星期一孤束核

(nucleusofthesolitarytract)位于延髓,是味覺和內(nèi)臟感覺神經(jīng)核。低頻(10Hz)電刺激該核,可引起貓腦電同步化而導致睡眠行為。清醒和自由活動的動物睡眠開始前1~2分鐘,孤束核的電發(fā)放頻率增加,清醒時則放電較少。視前區(qū)位于下丘腦視交叉的前部,對慢波睡眠至關(guān)重要。損毀視前區(qū)使動物失眠。味覺與孤束核的關(guān)系552021/7/19星期一（二）與異相睡眼有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)異相睡眠也為正常人所必需。如果受試者連續(xù)幾夜在睡眠過程中一出現(xiàn)異相睡眠就被喚醒,則受試者將變得容易激動。然后任其自然睡眠,則異相睡眠同樣出現(xiàn)補償性增加。在這種情況下,覺醒狀態(tài)可直接進入異相睡眠,而不需經(jīng)過慢波睡眠階段。異相睡眠中,腦的耗氧量增加,腦血流量增多,腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成加快,

但生長激素分泌減少。異相睡眠與幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的成熟有密切的關(guān)系,可能有利于建立新的突觸聯(lián)系,促進學習記憶和精力恢復。異相睡眠期間會出現(xiàn)間斷的陣發(fā)性表現(xiàn),這可能與某些疾病易于在夜間發(fā)作有關(guān),如心絞痛、哮喘發(fā)作等。562021/7/19星期一異相睡眠的機制比慢波睡眠的機制復雜,因為它包含的生理心理成分較多。一般來說,腦高位的一些關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)與腦電去同步化快波的呈現(xiàn),PGO波發(fā)放和眼動有關(guān);腦干低位的一些下部關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)與異相睡眠中的肌張力變化有關(guān)。。異相睡眠與正相睡眠的關(guān)系572021/7/19星期一異相睡眠與正相睡眠的關(guān)系異相睡眠不分期,其腦電波呈不規(guī)則的自波,與覺醒時很難區(qū)別。其表現(xiàn)與慢波睡眠相比,各種感覺進一步減退,以致喚醒闊提高,骨髓肌反射和肌緊張進一步減弱,肌肉幾乎完全松弛,可有間斷的陣發(fā)性表現(xiàn),如眼球快速運動、部分軀體抽動、血壓升高、心率加快、呼吸加快而不規(guī)則等。此外,做夢是異相睡眠期間的特征之一582021/7/19星期一1.異相睡眠的"開"細胞和"閉"細胞腦橋大細胞區(qū)(FTG)散于腦橋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,慢波睡眠時沒有電發(fā)放,一旦動物進入異相睡眠狀態(tài),電發(fā)放增加。每一串電發(fā)放都伴隨眼動和PGO波發(fā)放。此時,大腦電活動去同步化,出現(xiàn)低幅快波,肌肉張力幾乎完全消失。因此將腦橋大細胞區(qū)稱為異相睡眠的"開細胞"。“開細胞”與“閉細胞”的關(guān)系592021/7/19星期一與此相反,腦干背部的藍斑

(locuscoenIleus,LC)內(nèi)存在著許多小的去甲腎上腺素能神經(jīng)元,在慢波睡眠時低頻的電發(fā)放變慢,一旦進入異相睡眠,它們的電發(fā)放立即停止或迅速降低。因此將藍斑中的這種小細胞稱為異相睡眠的"閉細胞"。藍斑與去甲腎上腺素602021/7/19星期一藍斑與異相睡眠的關(guān)系這種閉細胞以去甲腎上腺素為神經(jīng)遞質(zhì),當動物睡眠時藍斑閉細胞的去甲腎上腺素含量逐漸降低,在異相睡眠階段含量最低;但從異相睡眠中覺醒時,去甲腎上腺素卻突然增高。腦橋大細胞區(qū)和藍斑相互配合,共同作用于人的覺醒與睡眠,調(diào)節(jié)人的覺醒與睡眠周期。612021/7/19星期一2.控制睡眠周期的相互作用模型在睡眠周期的控制中,藍斑和腦橋大細胞區(qū)功能相互拮抗,彼此制約。藍斑在覺醒和慢波睡眠時比較活躍,進入異相睡眠時停止。而腦橋大細胞區(qū)正相反,在異相睡眠期活躍。據(jù)此,研究者提出一個控制睡眠周期的相互作用模型。

藍斑與腦橋大細胞的關(guān)系622021/7/19星期一覺醒期間,藍斑異常活躍,同時抑制腦橋大細胞區(qū)的活動。進入慢波睡眠時,藍斑電發(fā)放率放慢,削弱了對腦橋大細胞區(qū)的抑制,后者的功能逐漸啟動,經(jīng)過慢波睡眠,其發(fā)放率逐漸增加直到逐漸擺脫藍斑的抑制作用。藍斑與大細胞的關(guān)系632021/7/19星期一藍斑與異相睡眠的關(guān)系進入異相睡眠早期時,藍斑幾乎不活動了。異相睡眠后期,藍斑開始逐漸重新啟動,對腦橋大細胞區(qū)的抑制功能大細胞區(qū)的活動,結(jié)束異相睡眠而進入覺醒階段。642021/7/19星期一藍斑與睡眠的關(guān)系此外,還有其他的一些核團也參與了異相睡眠調(diào)節(jié),如具有異相睡眠過程中眼動的命令功能的外側(cè)膝狀體,與肌張力的消失有關(guān)的延髓網(wǎng)狀大細胞核,與快速眼動現(xiàn)象同時發(fā)生的PGO波。652021/7/19星期一662021/7/19星期一672021/7/19星期一注意的生理基礎(chǔ)無論隨意注意還是不隨意注意,都以對注意對象的選擇性為特征。有了選擇,心理活動也就有了指向和集中的對象,注意也才可以得到保持。注意的神經(jīng)生理研究顯示,中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、丘腦、額葉以及邊緣系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)與注意過程有關(guān),其調(diào)節(jié)過程也離不開特異性投射系統(tǒng)和非特異性投射系統(tǒng)的功能。682021/7/19星期一特異投射系統(tǒng)與非特異投射系統(tǒng)機體內(nèi)外環(huán)境的剌激作用于感覺器官所產(chǎn)生的神經(jīng)沖動在腦干水平上分別沿著兩種性質(zhì)不同的神經(jīng)通路傳人:一是特異性投射系統(tǒng),各種感覺神經(jīng)沖動分別沿著各自專用的傳導途徑傳入大腦皮層。例如,視覺的傳導途徑是:視網(wǎng)膜-外側(cè)膝狀體-初級視皮層;聽覺的傳導途徑是:耳蝸-內(nèi)側(cè)膝狀體-初級聽皮層。神經(jīng)沖動沿特定途徑向大腦皮層的投射構(gòu)成特異投射系統(tǒng)。692021/7/19星期一特異投射系統(tǒng)與非特異投射系統(tǒng)特異投射系統(tǒng)的丘腦諸核(如外側(cè)膝狀體和內(nèi)側(cè)膝狀體等)和大腦皮層各區(qū)的投射有"點對點"聯(lián)系,即技射局限于皮層的特定區(qū)域。特異性投射系統(tǒng)的各部分是為某一特定感覺的傳導服務的。702021/7/19星期一非特異投射系統(tǒng)就完全不同了,各種模式的刺激作用于相應感受器,轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)沖動后沿特異感覺通路向高級中樞傳遞,與此同時還發(fā)出側(cè)支將神經(jīng)信息傳至網(wǎng)狀非特異系統(tǒng),由網(wǎng)狀非特異投射系統(tǒng)對大腦皮層的興奮性水平發(fā)生彌散性調(diào)節(jié)作用。各種模式的神經(jīng)信息到達網(wǎng)狀非特異投射系統(tǒng)后,都失去了它的特異性,對腦的各級中樞都發(fā)生著非特異性調(diào)節(jié)作用。

非特異性投射系統(tǒng)712021/7/19星期一無論特異投射系統(tǒng)還是非特異投射系統(tǒng),它們都接受丘腦的控制。也就是說,丘腦類似于一個閘門,使它們所傳導的神經(jīng)沖動受到篩選,只有能夠通過閘門的神經(jīng)沖動才能傳導到大腦皮層,未能通過閘門的神經(jīng)沖動則不能到達大腦皮層。這個“閘門”就是丘腦的網(wǎng)狀核。丘腦網(wǎng)狀核-“閘門理論”的關(guān)系722021/7/19星期一與注意有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)斯金納(Skinner1977年,)和英令(Yingling)提出了一個關(guān)于注意產(chǎn)生的生物學理論--丘腦網(wǎng)狀核閘門理論。其主要內(nèi)容是:丘腦抑制性網(wǎng)狀核接受雙重控制,即額葉--丘腦系統(tǒng)的興奮作用和中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的泛化性抑制影響,使其成為一個閘門,它對丘腦的各種感覺接替核實施控制從而對感覺信息進行篩選。只有通過閘門的感覺沖動才可到達大腦皮層受到注意。732021/7/19星期一如前所述,丘腦接受除嗅覺外的各種感覺傳入通路的投射。對于大腦皮層不發(fā)達的動物,丘腦是感覺的最高中樞。對于大腦皮層發(fā)達的動物,丘腦是感覺傳導的最重要的中繼站。丘腦的感覺接替核是特異性核,接受嗅覺以外的其他感覺技射纖維,換神經(jīng)元后再投射大腦感覺皮層,形成特異性感覺(如視覺、聽覺)。感覺接替核-特異性傳導系統(tǒng)742021/7/19星期一電生理學實驗證明:①丘腦網(wǎng)狀核對感覺接替核具有抑制性作用。丘腦網(wǎng)狀核分布于丘腦最外層,細胞形態(tài)類似于腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),"沉浸"在神經(jīng)纖維之中,似乎是腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)向丘腦的延伸部分。網(wǎng)狀核不發(fā)出向大腦皮層的投射纖維,但接受從大腦皮層來的下行纖維,并發(fā)出纖維達丘腦特異性感覺接替核和中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等。

丘腦網(wǎng)狀核752021/7/19星期一②額葉-丘腦系統(tǒng)對丘腦網(wǎng)狀核具有興奮性作用。大腦皮層來的下行纖維就是額葉-丘腦系統(tǒng),指在結(jié)構(gòu)上有直接聯(lián)系,在機能上關(guān)系更為密切的內(nèi)側(cè)丘腦的某些神經(jīng)核、額葉皮層以及連接它們的雙向通路。額葉一丘腦系統(tǒng)通過精確投射的方式調(diào)節(jié)丘腦網(wǎng)狀核的活動,對丘腦網(wǎng)狀核起興奮性作用。額葉-丘腦系統(tǒng)與丘腦網(wǎng)狀核762021/7/19星期一③中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對丘腦網(wǎng)狀核起抑制作用。額葉-丘腦系統(tǒng)和中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對丘腦網(wǎng)狀核的作用是相互拮抗的,前者引起它的興奮性增強,后者引起它的興奮性降低(抑制性作用)。因此,丘腦網(wǎng)狀核就像閘門一樣,對感覺接替核進行調(diào)控,從而調(diào)節(jié)隨意注意和不隨意注意過程中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與丘腦網(wǎng)狀核772021/7/19星期一中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抑制丘腦網(wǎng)狀核。額葉-丘腦系統(tǒng)的興奮作用使丘腦網(wǎng)狀核發(fā)揮抑制作用,選擇性抑制感覺接替核的功能,即抑制無關(guān)刺激向大腦皮層投射,表現(xiàn)為選擇性隨意注意。而中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)抑制丘腦網(wǎng)狀核對感覺接替核實施抑制作用,使后者保持興奮,對所有剌激保持不隨意注意狀態(tài)。78