睡眠医学课件睡眠和觉醒的生理心理学.ppt
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- 睡眠 医学 课件 觉醒 生理心理学
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1、睡眠和觉醒的生理心理学睡眠和觉醒的生理心理学v醒睡节律醒睡节律v觉醒状态觉醒状态v睡眠的分期与脑机制睡眠的分期与脑机制v睡眠的功能及梦的学说睡眠的功能及梦的学说睡眠的含义睡眠的含义v睡眠表现为机体运动活动停止、肌肉松弛、睡眠表现为机体运动活动停止、肌肉松弛、意识消失、与世隔绝;意识消失、与世隔绝;v新陈代谢下降,允许在能量消耗最小的条件新陈代谢下降,允许在能量消耗最小的条件下保证机体的基本生命活动;下保证机体的基本生命活动;v感知觉与环境分离并丧失反应能力的一种可感知觉与环境分离并丧失反应能力的一种可逆转状态,常可在逆转状态,常可在“瞬间瞬间”完成睡眠和觉醒的完成睡眠和觉醒的转换转换v麻醉或昏
2、迷状态与睡眠截然有别,不具备瞬麻醉或昏迷状态与睡眠截然有别,不具备瞬间唤醒的特性。间唤醒的特性。v脑科学研究显示,睡眠不仅仅是简单的脑科学研究显示,睡眠不仅仅是简单的活动停止,更是维持高度生理功能的适活动停止,更是维持高度生理功能的适应行为和生物防御技术所必需的状态。应行为和生物防御技术所必需的状态。v拥有良好的睡眠,觉醒时才能高度发挥拥有良好的睡眠,觉醒时才能高度发挥大脑信息处理功能的能力。大脑信息处理功能的能力。v在探求精神和意识,学习和记忆等脑高在探求精神和意识,学习和记忆等脑高级功能时,无疑睡眠占有重要地位。级功能时,无疑睡眠占有重要地位。v可以预言可以预言21世纪攀登脑科学顶峰中睡眠
3、世纪攀登脑科学顶峰中睡眠研究将会是一个主要切入点研究将会是一个主要切入点醒睡节律醒睡节律v内源性周期内源性周期v生物钟及其生理机制生物钟及其生理机制v生物钟的调节生物钟的调节内源性周期内源性周期v睡眠睡眠-觉醒周期是生理节律之一;觉醒周期是生理节律之一;v生物体内的生理活动都有他们各自的节律性,生物体内的生理活动都有他们各自的节律性,大于大于24小时节律的如激素释放周期、月经周小时节律的如激素释放周期、月经周期;小于期;小于24小时节律的,如呼吸、心跳周期;小时节律的,如呼吸、心跳周期;与地球自转周期与地球自转周期24小时合拍的节律,称为昼小时合拍的节律,称为昼夜节律,最典型的是睡眠一觉醒节律
4、。夜节律,最典型的是睡眠一觉醒节律。生物钟生物钟一、视交叉上核一、视交叉上核v下丘脑腹侧前部的下丘脑腹侧前部的视交叉上核视交叉上核(suprachiasmatic suprachiasmatic nucleus,nucleus,SCNSCN)被证实是昼夜节律生物钟的中枢振)被证实是昼夜节律生物钟的中枢振荡器的定位处;荡器的定位处;v当当SCNSCN受到损害后,会扰乱昼夜节律(包括睡眠受到损害后,会扰乱昼夜节律(包括睡眠觉醒周期、皮质类固醇释放、饮水、运动活动等);觉醒周期、皮质类固醇释放、饮水、运动活动等);vSCNSCN通过颈上神经节控制松果体合成和释放褪黑素。通过颈上神经节控制松果体合成和
5、释放褪黑素。二、松果体与褪黑素二、松果体与褪黑素 松果体释放的褪黑素浓度升高是机体内源性昼夜松果体释放的褪黑素浓度升高是机体内源性昼夜节律的信号表现;节律的信号表现;褪黑素可能通过作用与褪黑素可能通过作用与SCNSCN昼夜起搏点,调节机昼夜起搏点,调节机体昼夜节律变化,使机体内源性节律与外环境周期体昼夜节律变化,使机体内源性节律与外环境周期相一致,从而影响觉醒睡眠周期;相一致,从而影响觉醒睡眠周期;褪黑素有利于帮助克服时差。褪黑素有利于帮助克服时差。三、腺苷及其受体的作用三、腺苷及其受体的作用 觉醒时脑内腺苷浓度逐渐升高,可以激活促睡觉醒时脑内腺苷浓度逐渐升高,可以激活促睡眠神经元。(咖啡因和
6、茶碱的提神的药理基础就是眠神经元。(咖啡因和茶碱的提神的药理基础就是阻断大多数腺苷受体)阻断大多数腺苷受体)实验证实腺苷脱氨酶和腺苷实验证实腺苷脱氨酶和腺苷A2AA2A受体被证实对不受体被证实对不同睡眠时相具有一定的影响。同睡眠时相具有一定的影响。四、奥立新(四、奥立新(orexins)及其受体的作用及其受体的作用 中枢中枢orexinsorexins的大幅度降低是嗜睡症的重要标志。的大幅度降低是嗜睡症的重要标志。室旁核区是与唤醒信号通路有关的室旁核区是与唤醒信号通路有关的orexinsorexins敏感敏感区,该区的受体可能是区,该区的受体可能是OX2ROX2R。视网膜视网膜大脑视皮层大脑视
7、皮层光暗信息光暗信息下丘脑下丘脑-垂体垂体脑干,脊髓脑干,脊髓视交叉上核视交叉上核下丘脑视前区下丘脑视前区大鼠的视交叉上核大鼠的视交叉上核 觉醒状态觉醒状态v清醒时脑电波去同步化快波清醒时脑电波去同步化快波v闭目安静时枕叶闭目安静时枕叶a波波v睡眠时同步化慢波睡眠时同步化慢波 P140图图8-3、p144表表8-1 维持觉醒的神经维持觉醒的神经-脑干的上行网状激活系统(上行投脑干的上行网状激活系统(上行投射系统):释放乙酰胆碱、谷氨射系统):释放乙酰胆碱、谷氨酸酸 其他脑区其他脑区:蓝斑蓝斑-去甲肾上腺素去甲肾上腺素中脑中脑-黑质纹状体黑质纹状体乙酰胆碱乙酰胆碱基底前脑、丘脑基底前脑、丘脑-乙
8、酰胆碱乙酰胆碱下丘脑下丘脑-组胺组胺v特异性上行投射系统各种感觉传导通路的总特异性上行投射系统各种感觉传导通路的总称称 内侧丘系(深感觉)内侧丘系(深感觉)外侧丘系(听觉)外侧丘系(听觉)脊髓丘系(浅感觉)脊髓丘系(浅感觉)三叉丘系(面部感觉)三叉丘系(面部感觉)视觉与内脏感觉传导束视觉与内脏感觉传导束 各束在脑干中上行,终止于丘脑的特异性核各束在脑干中上行,终止于丘脑的特异性核团交换神经元,投射到大脑皮层感觉区产生特团交换神经元,投射到大脑皮层感觉区产生特定感觉,并对皮层有一定的激醒作用。定感觉,并对皮层有一定的激醒作用。v非特异性上行投射系统脑干网状结构侧重非特异性上行投射系统脑干网状结构
9、侧重要组成部分要组成部分v此系统在脑干网状结构内经过多次突触联络此系统在脑干网状结构内经过多次突触联络后到达底丘脑,向大脑皮层作弥散性投射,后到达底丘脑,向大脑皮层作弥散性投射,维持影响大脑的兴奋状态。维持影响大脑的兴奋状态。有关于觉醒反应的经典论述有关于觉醒反应的经典论述v全身觉醒反应都是通过脑干网状结构实现。全身觉醒反应都是通过脑干网状结构实现。v刺激刺激 特异性上行投射系统特异性上行投射系统 大脑皮质特异性功大脑皮质特异性功能区能区 产生特异性感觉产生特异性感觉v刺激刺激 侧支纤维侧支纤维 脑干网状结构非特异性上行激脑干网状结构非特异性上行激活系统活系统 觉醒反应觉醒反应 皮层皮层 情感
10、情感 自主性自主性 脊髓脊髓 睡眠的分期与脑机制睡眠的分期与脑机制v人的一生约有人的一生约有13的时间是在睡眠中度的时间是在睡眠中度过的。过的。v不同年龄所需睡眠时间不一样,不同的不同年龄所需睡眠时间不一样,不同的个体差异也相当大。个体差异也相当大。v正常人每隔正常人每隔24小时即有一次觉醒小时即有一次觉醒(wakefulness)与睡眠()与睡眠(sleep)的)的交替交替睡眠周期的交替睡眠周期的交替v睡眠睡眠-觉醒周期是生理节律之一觉醒周期是生理节律之一v人的睡眠可以分为两种类型,慢波睡眠人的睡眠可以分为两种类型,慢波睡眠(NREM)和快波睡眠)和快波睡眠(REM)。v两种睡眠在脑电图肌电
11、图两种睡眠在脑电图肌电图、眼动电图和行为眼动电图和行为上有不同的特征上有不同的特征 v一夜睡眠中约有一夜睡眠中约有4-5个睡眠周期反复交替。个睡眠周期反复交替。根据脑电图及其他身体的变化判断根据脑电图及其他身体的变化判断慢波睡眠慢波睡眠 非快动眼睡眠(非快动眼睡眠(nonrapid eye movement sleep,NREM睡眠)或慢波睡眠)或慢波睡眠(睡眠(SWS)睡眠睡眠1期(期(stage 1 sleep)(S1)睡眠睡眠2期(期(stage 2 sleep)(S2)睡眠睡眠3期(期(stage 3 sleep)(S3)睡眠睡眠4期(期(stage 4 sleep)(S4)SWS的生
12、理变化及生理功能的生理变化及生理功能v慢波睡眠慢波睡眠1-4期过渡中,全身肌张力逐渐降低,心期过渡中,全身肌张力逐渐降低,心率和呼吸逐渐变慢,体温和脑温降低;率和呼吸逐渐变慢,体温和脑温降低;v血压下降但脑血流量较清醒安静时为多;血压下降但脑血流量较清醒安静时为多;v胃肠蠕动增加、胃液分泌量增多,闭眼、缩瞳,发胃肠蠕动增加、胃液分泌量增多,闭眼、缩瞳,发汗功能有所增加。汗功能有所增加。v脑下垂体分泌的生长激素和促肾上腺皮质激素以及脑下垂体分泌的生长激素和促肾上腺皮质激素以及肾上腺分泌的肾上腺皮质激素比白天清醒时增多,肾上腺分泌的肾上腺皮质激素比白天清醒时增多,特别是生长激素在睡眠特别是生长激素
13、在睡眠4期分泌达高峰;期分泌达高峰;v说明慢波睡眠与生长发育和体力恢复有关。说明慢波睡眠与生长发育和体力恢复有关。快波睡眠特点快波睡眠特点v快动眼睡眠(快动眼睡眠(rapid eye movement sleep,REM睡眠)快波睡眠睡眠)快波睡眠v脑电图脑电图-低幅快波模式低幅快波模式v肌张力肌张力-完全松弛完全松弛v感觉功能感觉功能-进一步降低,难以唤醒进一步降低,难以唤醒v眼球在快速转动,约每分钟眼球在快速转动,约每分钟60次左右次左右 v出现许多特异的生理变化出现许多特异的生理变化 v被唤醒被唤醒-80%以上的人正在做梦以上的人正在做梦 v一个人一个人4-6个个/夜夜v异相睡眠异相睡眠
14、(paradoxical sleep)paradoxical sleep)v体温仍较低,但脑的温度、脑血流量、脑耗氧量迅体温仍较低,但脑的温度、脑血流量、脑耗氧量迅速增加;速增加;v心率、血压、呼吸出现爆发式变化;心率、血压、呼吸出现爆发式变化;v支气管哮喘患者可突然发作哮喘,心脏病人也可能支气管哮喘患者可突然发作哮喘,心脏病人也可能发作心绞痛,高血压病人发生脑出血;发作心绞痛,高血压病人发生脑出血;v内分泌活动的特点是生长激素分泌迅速降低,性腺内分泌活动的特点是生长激素分泌迅速降低,性腺和肾上腺皮质分泌活动增加,男子阴茎勃起、遗精,和肾上腺皮质分泌活动增加,男子阴茎勃起、遗精,女性阴道壁充血
15、、分泌物增多。女性阴道壁充血、分泌物增多。反应反应 慢波睡眠慢波睡眠 快波睡眠快波睡眠脑电图脑电图 慢波慢波 快波快波感觉感觉 (唤醒阈高)唤醒阈高)肌反射及肌紧张肌反射及肌紧张 血压血压 低而稳低而稳 血压升血压升/降降呼吸呼吸 慢而均匀慢而均匀 快而不均快而不均眼球运动眼球运动 无快速眼运动无快速眼运动 有快速眼运动有快速眼运动做梦做梦 少少 7-10%多多80%生长素分泌生长素分泌 多多 少少意意 义义 有利于生长和体力恢复有利于生长和体力恢复 有利于神经发育有利于神经发育?睡眠睡眠-觉醒周期觉醒周期 sleep-wake cyclesv人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快波睡眠交人的每夜睡眠
16、大约由慢波睡眠和快波睡眠交替变换的替变换的46个周期所组成;个周期所组成;v在成人每个周期历时在成人每个周期历时8090分钟,包括分钟,包括2030分钟的快波睡眠和分钟的快波睡眠和60分钟的慢波睡眠;分钟的慢波睡眠;v在婴儿,每个周期间隔约在婴儿,每个周期间隔约60分钟。分钟。46个周期个周期l分布:分布:REM 2025%S2 50%S3S4 20%S1 510%v入睡后首先进入入睡后首先进入NREM睡眠,按睡眠,按S1S2S3S4S3S2S1顺序进行,持续顺序进行,持续90分钟;分钟;v整夜睡眠中出现整夜睡眠中出现45个上述周期变化;个上述周期变化;v两个两个NREM睡眠周期间插入一个睡眠
17、周期间插入一个REM睡眠,整睡眠,整夜可有夜可有45次,也可缺如;次,也可缺如;vS3,S4期睡眠多出现于睡眠的前半部,期睡眠多出现于睡眠的前半部,REM睡睡眠出现于后半部,天亮前可有短暂清醒现象;眠出现于后半部,天亮前可有短暂清醒现象;vNREM和和REM都可以直接转为觉醒状态,而觉都可以直接转为觉醒状态,而觉醒状态只能进入慢波睡眠,不能直接进入快波醒状态只能进入慢波睡眠,不能直接进入快波睡眠。睡眠。睡眠与年龄的关系v睡眠时间的长短睡眠时间的长短v一天一天24小时中睡眠的分布小时中睡眠的分布v睡眠的时相睡眠的时相P143表表8-2?睡眠的脑机制睡眠的脑机制巴甫洛夫的睡眠理论巴甫洛夫的睡眠理论
18、:睡眠的本质是神经系统高级睡眠的本质是神经系统高级部位的普遍抑制作用部位的普遍抑制作用近期的研究已经证明:睡眠是中枢神经系统积极、近期的研究已经证明:睡眠是中枢神经系统积极、主动的过程主动的过程睡眠中枢睡眠中枢Hess(1929)间脑间脑Bremer(1937)孤立脑、孤立头孤立脑、孤立头Jouvet(1974)中缝核中缝核 蓝斑蓝斑产生机制产生机制睡眠睡眠 觉醒觉醒v 网状系统的活动受到来自上下两方面的神经网状系统的活动受到来自上下两方面的神经冲动的影响。上方,大脑皮层的活动会影响它,冲动的影响。上方,大脑皮层的活动会影响它,因此思虑过多忧心忡忡的人会失眠;下方,来因此思虑过多忧心忡忡的人会
19、失眠;下方,来自感觉器官的神经冲动影响它,因此噪杂的声自感觉器官的神经冲动影响它,因此噪杂的声音也会干扰人们的睡眠。音也会干扰人们的睡眠。v 网状系统的活动还受到两个神经中枢的控制,网状系统的活动还受到两个神经中枢的控制,一个叫中缝核,另一个叫蓝斑。中缝核可导致一个叫中缝核,另一个叫蓝斑。中缝核可导致慢波睡眠。蓝斑则导致快波睡眠,从而与梦有慢波睡眠。蓝斑则导致快波睡眠,从而与梦有关系。关系。v蓝斑产生的神经兴奋,主要通过脑的视蓝斑产生的神经兴奋,主要通过脑的视神经束,与人在梦中所见到的景色有关神经束,与人在梦中所见到的景色有关v蓝斑起着在睡眠中抑制身躯运动的作用蓝斑起着在睡眠中抑制身躯运动的作
20、用v中缝核中缝核 5-羟色胺羟色胺 慢波睡眠慢波睡眠v蓝斑去甲肾上腺素快波睡眠蓝斑去甲肾上腺素快波睡眠 觉醒状态的维持觉醒状态的维持慢波睡眠的神经机制慢波睡眠的神经机制v中缝核:中缝核:5-HTv孤束核:味觉和内脏感觉神经核孤束核:味觉和内脏感觉神经核v视前区视前区v基底前脑区基底前脑区快波睡眠的神经机制快波睡眠的神经机制v快波睡眠的开关细胞快波睡眠的开关细胞脑桥大细胞脑桥大细胞v蓝斑头部蓝斑头部:去甲肾上腺素能神经元:去甲肾上腺素能神经元 -快波快波 睡眠的闭细胞睡眠的闭细胞 蓝斑核中部蓝斑核中部:PGO波(脑桥波(脑桥-膝状体膝状体-枕叶)枕叶)快速眼动的命令功能快速眼动的命令功能 蓝斑尾
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