第六章 睡眠与觉醒的生理基础
识记:
一、年龄与睡眠的关系
1、正常足月新生儿每天花在睡眠深的时间大318小时以上,一直到整个青春期睡眠时数都呈稳定下降的趋势,至中年期维持一定水平,老年期再进一步减少。从儿童期到老年期,异相睡眠与慢波睡眠的(慢波睡眠4期)逐渐减少。
年龄段 |
提前10周出生早产新生儿 |
提前2-4周出生的新生儿 |
足月新生儿 |
2岁 |
10岁 |
青春期后至70岁以前 |
异相睡眠比例 |
80% |
60%-65% |
50% |
30%-35% |
25% |
20% |
异相睡眠时间长短与脑力活动呈平行关系
慢波睡眠3 、4期也从童年期到老年期逐渐减少,60岁以后基本深没有慢波睡眠4期睡眠,这种情况与晚间自发醒来的次数增多有关。睡眠时间从童年期到老年期慢慢地减少,但慢波睡眠1、2期却逐渐增多,这说明既使是健康人,年纪大了,睡眠的质量也会下降。
二、异相睡眠障碍:是患者突然从觉醒状态陷入异相睡眠,发作时不伴有动作表现,且事后对梦境体验能够回忆和叙述。
发作性睡病:长期的警醒程度减退,和在不应睡眠的时间里,发作性地不可抗拒地睡眠。包括睡眠发作(睡眠发作表示在白天经过段占的困倦阶段而突然发生异相睡眠)、猝倒症(异相睡眠时出现的肌张力松驰)、睡眠麻痹(异相睡眠醒来后肌张力松驰的继续)、入睡幻觉(正常异锌睡眠时生动的梦境在苏醒后继续)。
三、慢波睡眠障碍:梦呓(说梦话,慢波睡眠较浅阶段,可单独出现,也可并发于睡行症中)、睡行症(夜游症或梦游症,只出现在慢波睡眠3、4期,多见于夜间睡眠的前1/3期间,约占人口1%-6%,与遗传有关)、夜惊症(3-8岁儿童最常见,多在入睡后15-30分钟,慢波睡眠4期出现,儿童在睡眠中突然哭喊、惊叫、两眼直视或紧闭,手足乱动,并从床上坐起或跳至地上,表情紧张、气急、颤抖)等出现在慢波睡眠3-4期,儿童多见。肌肉尚保持一定张力,可以进行某些动作,但事后完全不能回忆。
四、觉醒与脑干网状结构
觉醒状态有行为觉醒(对新异刺激有探究行为) 和脑电觉醒(不一定有探究行为)之分。
觉醒状态的维持与感觉传入直接有关,躯体感觉传入通路中的上行纤维在通过脑干时,发出侧支与网状结构内的神经元发生突触联系。脑干网状结构具有上行唤醒作用,即脑干网状上行激活系统。上行激活系统主要通过非特意性感觉投射系统到达大脑皮层。脑干网状结构与睡眠、觉醒的发生和交替有关。
领会:
一、睡眠类型:慢波睡眠和异相睡眠的脑电和行为特征
1、慢波睡眠:脑电波呈现同步化慢波的时相,分为:1、2、3、4期,分别对应于入睡期、浅睡期、中睡期、深睡期。在慢波睡眠中,脑电活动的变化与行为变化相平等,从入睡对深睡戎,脑电活动逐渐变慢并伴随着行为变化,表现为肌张力逐渐减弱,呼吸节律和心率逐渐变慢等。
慢波睡眠的特点是从入睡开始,随着睡眠加深而出现脑电波频率逐渐减慢,电压(波幅)逐渐增高,脑电图波的四个阶段共持续30-45分钟以上。然后,脑电图又按相反的顺序经过同样长的时间由第四阶段返回到第一阶段,行为上由安静困倦开始进入睡眠状态。
慢波睡眠1期(入睡期):个体对外界刺激仍有反应,而且有不少奇异体验,头脑中还有片断的思维活动,醒后仍可回忆。有各种频率的低幅脑波而无纺锤波。
慢波睡眠2恩期(浅睡期):个体对外界刺激已无反应,亦无可回忆的精神活动。占总睡眠的50%。慢波当中市场会出现一种所谓纺锤形波。
慢波睡眠3期(中睡期)、慢波4期(深睡期)
2、异相睡眠:脑电波呈现同步化快波的时相,即快波睡眠;异相睡眠或快波睡眠是睡眠过程中周期性地出现的一种激活状态,脑电波呈现去同步化快波。由于这种类型的睡眠常伴有眼球的快速运动,又称快速眼动睡眠REM,约每分钟60次。
在异相睡眠中,脑电变化与行为变化相分离,脑电活动类似慢波睡眠的入睡期,以肌张力为代表的行为变化却比深睡期还深,肌针力几乎完全松驰,还伴有快速眼动现象和脑桥—膝状体—枕叶(PGO)波周期性高幅放电等特殊变化。
二、睡眠周期:一夜中睡眠与觉醒的周期变化基本规律
1、人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和异相睡眠交替变换4-6个周期所组成,平均每个周期历时80-90分钟,包括20-30分钟的异相睡眠和约60分钟的慢波睡眠。成人入睡后,必须先经过慢波睡眠1-4期和4-2期的变化后,才能进入第一次异相睡眠。整个睡眠过程的每个睡眠受气中的慢波睡眠和异相睡眠都不是前一个周期的简单重复,从上半夜到下半夜每次更替一个周期,异相睡眠的时间都有所增长,所以后半夜睡眠中异相睡眠时间比例增大。成人夜晚睡眠时间:异相睡眠25%、慢波睡眠2期50%,慢波睡眠3期20%、慢波睡眠1期5%,其中慢波睡眠4期和异相睡眠占总睡眠时间的比例决定睡眠质量。从儿童到老年慢波睡眠4期和异相睡眠时间逐渐减少
2、正常人每晚异相睡眠有规律的间隔出现5-7次,入睡后第一次出现的异相睡眠持续时间通常比较短5-10分钟,但后续各周期中逐渐延长可达到30分钟,相反慢波睡眠3、4在睡眠前三分支一的部分占有优势,但在睡眠的后三分之一即早晨的睡眠中往往完全缺如。
应用:
一、与慢波睡眠有关的脑结构
1、中缝核:产生的5-羟色胺(5-HT)引起的,这些神经元抑制觉醒系统
2、孤束核:位于延髓,是味觉和内脏感觉神经核
3、视前区:位于下球脑视交叉的前部,毁损视前区使动物失眠。
二、与异相睡眠有关的脑结构、睡眠周期的控制模型
脑高位的一些关键性结构与脑电去同步华快波的呈现,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,与觉醒时很难区别。
1、异相睡眠的“开”细胞和“闭”细胞,脑桥大细胞FTG散于脑桥网状结构中,慢波睡眠时没有电发放,一旦动物进入异相睡眠状态,电发放增加。每一串电发放都伴随眼东和PGO波发放。大脑电活动去同步化,出现低幅快波,肌肉张力几乎完全小时,因此将脑桥大细胞区称为异象睡眠的“开细胞”。
与此相反,脑干背部的蓝斑LC内存再者许多小的去加肾上腺素能神经元,在慢波睡眠时低频的电发放变慢,一旦进入异相睡眠,它们的电发放立即停止或迅速降低。因此将蓝斑中的这种小细胞称为异相睡眠的“闭细胞”。这种闭细胞以去甲肾上腺素为神经递质,当动物睡眠时兰拌闭细胞的去甲肾上腺素含量逐渐降低,在异相睡眠阶段含量最低,但从异相睡眠中觉醒时,去甲肾上腺却突然增高。
脑桥大细胞区与兰斑相互配合,共同作用于人的觉醒与睡眠,调解人的觉醒与睡眠周期。
2、控制睡眠周期的相互作用模型:觉醒期间,蓝斑异常活跃,同时抑制脑桥大细胞区的活动。进入慢波睡眠时,蓝斑电发放率放慢,削弱了对脑桥大细胞区的抑制,后者的功能逐渐启动,经过慢波睡眠,其发放率逐渐增加直到逐渐摆脱蓝斑的抑制作用,进入异相睡眠早期时,蓝斑几乎不活动了。异相睡眠后期,蓝斑快速逐渐重新启动,对脑桥大细胞区的抑制功能逐渐加强,直至再次抑制脑桥的细胞区活动,结束异相睡眠而进入觉醒阶段。还有其他的一些核团也参与了异相睡眠调节,如具有异相睡眠过程轴眼动的命令功能的外侧膝状体,与肌张力的小时有关的延髓网状大细胞核,与快速眼动现象同时发生的PGO波。
1、从上半夜到下半夜每更换一个慢波睡眠和异相睡眠的交替周期,异相睡眠的时间都有所增加
2、现代睡眠机制认为,脑桥大细胞区在异相睡眠中最活跃,在觉醒和慢波睡眠中被抑制
3、慢波睡眠紊乱可导致夜惊症
4、异相睡眠过程中,蓝斑在觉醒和慢波睡眠时是活跃的,而在进入异相睡眠时是静止的,称为异相睡眠的“闭细胞”;脑桥大细胞区的作用正相反,称为异相睡眠的“开细胞”
5、对于异相睡眠,关键性的脑结构是:蓝斑、脑桥大细胞区、外侧膝状体神经元和延髓网状大细胞核