1、睡眠医学知识培训睡眠医学知识培训一、生物节律与生物钟2睡眠医学知识培训生物节律与生物钟 生物节律：由机体内部自身主动产生的，而不是对外部环境刺激的被动反应，因此具有内源的性质。3睡眠医学知识培训昼夜节律 内生昼夜节律控制着觉醒和睡眠的更替，即使在全天照明或黑暗的环境条件下也照常运行。将人放在人为控制为28小时的一天周期环境下，趋向于保持内在24小时左右的一天周期。将人放在人为控制为渐渐减少至22小时的一天周期环境下（被试不知情情况下），趋向于保持内在24小时左右的一天周期。4睡眠医学知识培训 下丘脑的视交叉上核对睡眠周期和其它生物节律起重要作用。破坏之后，大鼠睡眠总量不变，但觉醒与睡眠周期却发
2、生明显变化，主要表现为慢波睡眠周期破坏，而不影响异相睡眠。5睡眠医学知识培训一天节律（昼夜节律）哺乳动物内在的生物节律一周期一般为25小时略小，并受日光调节和重新设定。存在黑视素的视神经节细胞，可感受光刺激，将信号传递到视交叉上核 视交叉上核通过释放某种化学信号来控制生物节律（相对隔绝的移植实验）每个视交叉上核神经元存在一个内在的生物钟，神经元之间节律并不同步。这种节律可能是由蛋白质的合成速度和环路来控制的，可能至少涉及7种蛋白质的合成及两个连锁反馈环6睡眠医学知识培训季节节律：松果体和褪黑素 视交叉上核同时也对生物季节节律产生影响，其损伤可影响雄鼠的年度繁殖周期 视交叉上核通过室旁核系统向松
3、果体发出信息，并存在褪黑素接受器，在夜间，松果体分泌褪黑素，参与一天节律，可减少时差反应和倒班效应。黑夜较长时其大量分泌可使动物循环到达冬季 损害后接受下丘脑移植动物不再能建立季节节律，但可建立一天节律。7睡眠医学知识培训二、觉醒与睡眠8睡眠医学知识培训睡眠的各个阶段基础知识脑电图分类 内心十分平静时波 基本节律，8-13次/分 突然受到刺激或思考问题时波 快波，14-30次/分 在困倦或逐渐睡着时波 慢波，4-7次/分 深睡或缺氧时波。慢波，0.5-3.5次/分9睡眠医学知识培训10睡眠医学知识培训睡眠的生理和行为描述人类的睡眠可以分为两种类型：慢波睡眠和异相睡眠(快速眼动睡眠）。通过记录睡
4、眠时的脑电图（EEG）、肌电图（EMG）、和眼电图（EOG）可有效鉴别睡眠各阶段 11睡眠医学知识培训慢波睡眠 在慢波睡眠中，脑电活动以慢波为主，出现同步化现象，脑电活动的变化与行为变化相平行，从入睡期至深睡期，脑电活动逐渐变慢并伴随着逐渐加深的行为变化，表现为肌张力逐渐减弱，呼吸节律和心率逐渐变慢。12睡眠医学知识培训异相睡眠（快速眼动睡眠）在异相睡眠中，脑电出现去同步化，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，肌张力完全丧失，快速眼动现象和桥脑膝状体枕叶PGO波周期性高幅放电、外生殖器充血等特殊变化。异相睡眠又常称为快速眼动睡眠。这种
5、类型的睡眠与做梦的关系比慢波睡眠更为密切。13睡眠医学知识培训睡眠周期慢波睡眠分为4个发展时期：睡眠一期（入睡期），行为上安静困倦开始进入睡眠状态，脑电活动变得不规则，波和不规则快波交替出现。（10分钟左右）睡眠二期（浅睡期）：脑电更不规则，波背景下出现睡眠纺锤波，此时被试已经入睡，但如叫醒却常自称未睡着。（15分钟左右）睡眠三期（中睡期）波背景下出现 波。已睡熟，易叫醒。（15分钟左右）睡眠四期（深睡期）：脑电半数以上为 高幅波，已睡熟，难叫醒。梦魇或恶梦惊醒多在此期。生长激素分泌的高峰在慢波睡眠的四期。慢波睡眠后，进入异相睡眠。睡眠更深，难以叫醒。14睡眠医学知识培训睡眠周期 人的每夜睡眠
6、大约由慢波睡眠和异相睡眠交替变换46个周期所组成，平均每个周期历时8090分钟，包括2030分钟异相睡眠和约60分钟的慢波睡眠。成人入睡后，必须先经过慢波睡眠14期和42期的顺序变化后，才能进入第一次异相睡眠。从上半夜到下半夜每次更替一个周期，慢波睡眠中第2阶段睡眠比例增加，异相睡眠的时间增长。所以，后半夜睡眠中，第2阶段慢波睡眠和异相睡眠时间的比例增大。15睡眠医学知识培训觉醒期（波8-13Hz和波14-30Hz）16睡眠医学知识培训睡眠阶段1：相对低幅混频脑电图以47Hz活动（波）占优势。可见钟摆样慢眼动相，肌电波幅下降17睡眠医学知识培训睡眠阶段2：脑电图为相对低幅混频活动的背景上出现1
7、214Hz睡眠纺锤波和（或）K综合波，无眼球运动，肌电波幅低平18睡眠医学知识培训睡眠阶段3：脑电图出现中等量高幅2Hz或更慢的波率（波），无眼球运动。19睡眠医学知识培训睡眠阶段4：脑电图为大量高幅慢活动，可见50%以上由2Hz或更慢的波率，波幅大于75微幅的活动组成，两侧对称同步。20睡眠医学知识培训快眼动睡眠期：脑电图为相对的低幅混频脑电图（去同步化）和阶段的快速眼球活动，脑电图类似于睡眠第一期；两眼球有同步快速运动，肌电波幅平坦。21睡眠医学知识培训基本休息活动循环 对严格按照规则喂养的婴儿的研究发现：90分钟的活动节律全天均存在 人休息和活动的整个循环为90分钟，包括进食、心率、氧耗
8、、喝酒、吸烟、内脏器官活动、执行任务的个人能力等 尚未发现控制该节律的内在结构22睡眠医学知识培训三、睡眠的功能与睡眠剥夺的实验研究23睡眠医学知识培训 一、睡眠的机能意义 修复理论：使机体、大脑在白天劳作之后能够得到自我修复。（睡眠剥夺 机体代谢、内分泌、免疫受损）进化理论：使机体在活动效能不高的时候保存能量。不同动物的睡眠习性差异与其每天觅食时间多少以及睡眠时免遭捕杀的安全程度等因素有关。24睡眠医学知识培训 休息和从疲劳中恢复是睡眠的重要功能之一（慢波睡眠，此时代谢减慢、大脑似乎也已经关闭）睡眠还有促进生长发育、易化学习、情绪状态维持、形成记忆等多种功能（快速眼动睡眠）。睡眠中生长激素分
9、泌增高。生长激素分泌的高峰在慢波睡眠的四期。随后的异相睡眠期生长激素分布到全身而发挥作用。25睡眠医学知识培训睡眠实验 睡眠完全剥夺200小时，人会情绪不稳、注意力、计算力、记忆等减退，思维迟钝等。参加体育竞赛后的运动员慢波睡眠明显增加。慢波4期睡眠剥夺后，4期睡眠出现回跃现象。增加心理活动后，4期睡眠增加 日间打盹会夜间的慢波睡眠量减少似乎某种机制使我们的睡眠量保持一定水平，可能睡眠延长使一种促睡眠物质，反之亦然？26睡眠医学知识培训 选择性剥夺异相睡眠，则使人们陷入焦虑抑郁状态。异相睡眠也有回跃现象，而且该睡眠恢复后被试情绪好转。剥夺异相睡眠还可延迟或影响记忆的形成。给予较多学习任务的动物
10、其异相睡眠变长，直到习得行为巩固。异相睡眠中蛋白质合成增加，可能与信息编码、短时记忆和长时记忆储存有关。学习任务可增加快速眼动睡眠时间 睡眠可能与大脑发育有关，大脑发育最活跃阶段，异相睡眠比例最高。27睡眠医学知识培训四、睡眠和觉醒的生理机制28睡眠医学知识培训脑干网状结构在睡眠与觉醒中的作用 1937年著名生理学家布瑞莫建立了猫的孤立脑标本和孤立头标本。孤立脑标本：在中脑四叠体的上丘和下丘之间横断猫脑，此后猫陷入永久睡眠状态；孤立头标本：在脊髓和延脑之间横断猫脑，则猫保持正常的睡眠与觉醒周期。他以此证明在延脑至中脑的脑干中，存在着调节睡眠与觉醒的脑中枢。29睡眠医学知识培训网状上行激活系统
11、脑干上部的网状上行激活系统对维持觉醒状态起重要作用；它接受各种外部刺激和感觉通路的侧支传入，进而引起大脑皮层广泛区域的兴奋，引起皮层的觉醒反应。电刺激脑干网状结构引起动物觉醒31睡眠医学知识培训 桥脑下部的网状结构对睡眠起重要作用；脑干中间横断脑（桥脑中部模断），动物7090时间处于觉醒状态；将脑干上部麻醉后，脑干下部功能亢进，动物会睡眠 将脑干下部麻醉后，脑干上部功能亢进，睡眠的动物会觉醒。32睡眠医学知识培训小结（早期认识）脑干以上横断脑（孤立脑标本），动物陷入永久睡眠状态，脑干中间横断脑（桥脑中部模断），动物7090时间处于觉醒状态；脑干下位横断脑（孤立头标本），动物维持正常的睡眠与觉醒
12、周期。脑干上部的网状上行激活系统对维持觉醒状态起重要作用；桥脑下部的网状结构对睡眠起重要作用；脑干上部与下部的网状结构相互作用维持正常的睡眠与觉醒周期。33睡眠医学知识培训对睡眠机制的现代认识睡眠的化学控制腺苷控制睡眠假说：活跃的大脑代谢会使葡萄糖消耗大于供应，使星形胶质细胞分解肝糖，而促进腺苷水平的增加，后者增加慢波睡眠的波。波的作用？34睡眠医学知识培训 促觉醒区 脑桥背侧和基底前脑 蓝斑、中缝核、结节乳头核、外侧丘脑 促睡眠区：腹外侧视前区 控制快速眼动区：脑桥旁臂区、蓝斑、中缝核 外侧膝状体（眼动）延脑（肌张力）睡眠和觉醒控制脑区35睡眠医学知识培训觉醒的神经控制乙酰胆碱 乙酰胆碱：两
13、组（脑桥内、基底前脑内），其拮抗剂能降低皮层唤醒水平，而激动剂可增强之（可由脑电活动的强弱反映）微渗析发现基底前脑（纹状体、海马等）、前额皮质乙酰胆碱水平与动物警觉状态、唤醒水平密切相关 电刺激脑桥背侧可通过基底脑而激活大脑皮层（通过两区中的乙酰胆碱的作用）36睡眠医学知识培训觉醒的神经控制去甲肾上腺素 脑桥背侧的蓝斑中去甲肾上腺素神经元可唤醒大部分脑区（皮层、海马、丘脑、脑桥、延髓）睡眠觉醒周期中该神经元活动：睡眠前及睡眠期间放电速率降低，而觉醒时突然提高，（图8.8）功能可能与提高动物警觉水平有关 是应激系统重要的组成部分37睡眠医学知识培训38睡眠医学知识培训觉醒的神经控制5-HT 大脑
14、中5-HT神经元几乎都位于延髓与脑桥区网状结构中的中缝核中，可激活丘脑、下丘脑、基底神经节、海马和大脑皮层，刺激中缝核可引起运动和皮质唤醒 阻碍5-HT合成的药物会降低皮层唤醒 该神经元活性随睡眠阶段进展依次下降，至REM睡眠几乎为0，而REM睡眠结束后突然大增（图8.10）。39睡眠医学知识培训觉醒的神经控制组胺 位于下丘脑结节乳头核内，轴突进入 大脑皮层：激活之 基底前脑乙酰胆碱神经元：间接激活皮层阻断组胺作用可减少觉醒，增加睡眠该神经元在觉醒期间高，在睡眠期间低40睡眠医学知识培训觉醒的神经控制下丘泌素（食欲素）位于外侧丘脑内，其轴突止于蓝斑、中缝核、结节乳头核、脑桥背侧乙酰胆碱神经元、
15、大脑皮层 该神经元退化引起嗜睡症 兴奋作用、促觉醒作用 该神经元在觉醒期间活跃，在睡眠期间不活跃41睡眠医学知识培训慢波睡眠的神经控制对于慢波睡眠来说，关键性脑结构是 腹外侧视前区：视前区位于下丘脑的视交叉之前的部分，是睡眠的“触发器”，对慢波睡眠至关重要。损毁使动物失眠、昏迷至死亡。电刺激之则引起困倦、脑电活动去同步、睡眠 该区存在抑制性的GABA神经元，支配蓝斑、中缝核、结节乳头核、脑桥背侧乙酰胆碱神经元 其受控情况尚不清楚，可能与腺苷有关？42睡眠医学知识培训快速眼动睡眠的神经控制 脑桥旁臂区乙酰胆碱细胞（又称脑桥大细胞区，为异相睡眠的开细胞）：进入异相前80秒开始放电，每一动作电位都伴
16、有眼动和PGO波，同时出现异相时的脑电。并激活脑桥和基底前脑乙酰胆碱细胞 外侧膝状体神经元：支配异相时的眼动。具有异相睡眠眼动的命令功能，实现着眼动方向读出的神经信息编码功能 蓝斑乙酰胆碱能细胞，异相时发放增加，下行支配延脑大细胞核，抑制肌张力，损伤导致“做”梦。延脑网状大细胞核：兴奋引起肌张力消失。蓝斑（异相睡眠的闭细胞）和中缝核：抑制REM睡眠 在异相睡眠时降为0 异相睡眠如何开启？43睡眠医学知识培训五、梦的神经生物学研究 激活合成理论假设：做梦时，大脑皮层不同部位被来自脑桥的神经信号及外周环境中出现的外部刺激激活，这些被激活的部位所产生的心理表征则被合成为有意义的故事情节。其所处理的主要是来自记忆库的信息。44睡眠医学知识培训 临床解剖学理论假设：做梦时，内部或外部刺激激活大脑皮层顶叶、枕叶、和颞叶的不同区域，此时初级视皮层无感觉输入来抵制这些刺激的作用，而前额叶皮层也失去其所谓审查作用，因此做梦者能产生种种类似幻觉的体验。下顶叶皮层在做梦时较活跃，受损者，不做梦。该区功能主要为空间知觉和整合躯体感知觉与视觉功能。另外两个做梦时活跃的脑区有V1以外的视觉区、颞叶皮层的视觉机能区，该区受损导致没有视觉内容的梦。45睡眠医学知识培训
