《睡眠医学课件睡眠和觉醒的生理心理学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《睡眠医学课件睡眠和觉醒的生理心理学.ppt（86页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、睡眠和觉醒的生理心理学,醒睡节律觉醒状态睡眠的分期与脑机制睡眠的功能及梦的学说,睡眠的含义,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；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；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“瞬间”完成睡眠和觉醒的转换麻醉或昏迷状态与睡眠截然有别，不具备瞬间唤醒的特性。,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应行为和生物防御技术所必需的状态。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。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。可以预言21世纪攀登脑科
2、学顶峰中睡眠研究将会是一个主要切入点,醒睡节律,内源性周期生物钟及其生理机制生物钟的调节,内源性周期,睡眠-觉醒周期是生理节律之一；生物体内的生理活动都有他们各自的节律性，大于24小时节律的如激素释放周期、月经周期；小于24小时节律的，如呼吸、心跳周期；与地球自转周期24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。,生物钟,一、视交叉上核下丘脑腹侧前部的视交叉上核（suprachiasmatic nucleus,SCN）被证实是昼夜节律生物钟的中枢振荡器的定位处；当SCN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）；SCN通过颈上神经节控制松果体
3、合成和释放褪黑素。,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节律的信号表现； 褪黑素可能通过作用与SCN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。,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） 实验证实腺苷脱氨酶和腺苷A2A受体被证实对不同睡眠时相具有一定的影响。,四、奥立新（orexins)及其受体的作用 中枢orexins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orexins敏感区，该
4、区的受体可能是OX2R。,视网膜大脑视皮层,光暗信息,下丘脑-垂体,脑干，脊髓,视交叉上核下丘脑视前区,大鼠的视交叉上核,觉醒状态,清醒时脑电波去同步化快波闭目安静时枕叶a波睡眠时同步化慢波 P140图8-3、p144表8-1,维持觉醒的神经机制,- 脑干的上行网状激活系统（上行投射系统）：释放乙酰胆碱、谷氨酸 其他脑区 ：蓝斑-去甲肾上腺素中脑-黑质纹状体乙酰胆碱基底前脑、丘脑-乙酰胆碱下丘脑-组胺,特异性上行投射系统各种感觉传导通路的总称 内侧丘系（深感觉） 外侧丘系（听觉） 脊髓丘系（浅感觉） 三叉丘系（面部感觉） 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团交换神经元
5、，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。,非特异性上行投射系统脑干网状结构侧重要组成部分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，维持影响大脑的兴奋状态。,有关于觉醒反应的经典论述,全身觉醒反应都是通过脑干网状结构实现。刺激 特异性上行投射系统 大脑皮质特异性功能区 产生特异性感觉刺激 侧支纤维 脑干网状结构非特异性上行激活系统 觉醒反应 皮层 情感 自主性 脊髓,睡眠的分期与脑机制,人的一生约有13的时间是在睡眠中度过的。不同年龄所需睡眠时间不一样，不同的个体差异也相当大。正常人每隔24小时即有一次觉醒（wakefulness）与睡眠（
6、sleep）的交替,睡眠周期的交替,睡眠-觉醒周期是生理节律之一人的睡眠可以分为两种类型，慢波睡眠（NREM）和快波睡眠(REM)。两种睡眠在脑电图肌电图、眼动电图和行为上有不同的特征 一夜睡眠中约有4-5个睡眠周期反复交替。根据脑电图及其他身体的变化判断,慢波睡眠,非快动眼睡眠（nonrapid eye movement sleep，NREM睡眠）或慢波睡眠（SWS） 睡眠1期（stage 1 sleep）（S1）睡眠2期（stage 2 sleep） （S2）睡眠3期（stage 3 sleep） （S3）睡眠4期（stage 4 sleep）（S4）,SWS的生理变化及生理功能,慢波睡眠
7、1-4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；血压下降但脑血流量较清醒安静时为多；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。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，特别是生长激素在睡眠4期分泌达高峰；说明慢波睡眠与生长发育和体力恢复有关。,快波睡眠特点,快动眼睡眠（rapid eye movement sleep，REM睡眠）快波睡眠脑电图-低幅快波模式肌张力-完全松弛感觉功能-进一步降低，难以唤醒眼球在快速转动，约每分钟60次左右 出现许多特异的生理变化 被唤醒-80%以上的人正在做梦 一个人4-6个
8、/夜异相睡眠 (paradoxical sleep),体温仍较低，但脑的温度、脑血流量、脑耗氧量迅速增加；心率、血压、呼吸出现爆发式变化；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；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，女性阴道壁充血、分泌物增多。,反应 慢波睡眠 快波睡眠脑电图 慢波 快波感觉 (唤醒阈高）肌反射及肌紧张 血压 低而稳 血压升/ 降呼吸 慢而均匀 快而不均眼球运动 无快速眼运动 有快速眼运动做梦 少 7-10% 多80%生长素分泌 多 少意 义 有利于生长和体力恢复 有利于神经发育,?,睡眠
9、-觉醒周期及其阶段 ?,睡眠-觉醒周期 sleep-wake cycles,人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快波睡眠交替变换的46个周期所组成；在成人每个周期历时8090分钟，包括2030分钟的快波睡眠和60分钟的慢波睡眠；在婴儿，每个周期间隔约60分钟。,睡眠周期,46个周期分布：REM 2025%S2 50%S3S4 20%S1 510%,入睡后首先进入NREM睡眠，按S1S2S3S4S3S2S1顺序进行，持续90分钟；整夜睡眠中出现45个上述周期变化；两个NREM睡眠周期间插入一个REM睡眠，整夜可有45次，也可缺如；S3,S4期睡眠多出现于睡眠的前半部，REM睡眠出现于后半部，天亮前可有短
10、暂清醒现象；NREM和REM都可以直接转为觉醒状态，而觉醒状态只能进入慢波睡眠，不能直接进入快波睡眠。,睡眠与年龄的关系,睡眠时间的长短一天24小时中睡眠的分布睡眠的时相P143表8-2,?,睡眠的神经机制 ?,睡眠的脑机制,巴甫洛夫的睡眠理论: 睡眠的本质是神经系统高级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、主动的过程,睡眠中枢,Hess(1929) 间脑Bremer(1937) 孤立脑、孤立头Jouvet(1974) 中缝核 蓝斑,上行抑制系统,上行激动系统,脑干网状结构,脑干尾端,NE5-HT,产生机制,睡眠 觉醒,网状系统的活动受到来自上下两方面的神经冲动的影响。
11、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。 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。中缝核可导致慢波睡眠。蓝斑则导致快波睡眠，从而与梦有关系。,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蓝斑起着在睡眠中抑制身躯运动的作用中缝核 5-羟色胺 慢波睡眠蓝斑去甲肾上腺素快波睡眠 觉醒状态的维持,慢波睡眠的神经机制,中缝核：5-HT孤束核：味觉和内脏感觉神经核视前区基底前脑区,快波睡眠的神经机制,快波睡眠的开关细胞脑桥大细胞蓝斑头部：去甲肾上腺素能神经元 -快
12、波 睡眠的闭细胞 蓝斑核中部：PGO波（脑桥-膝状体-枕叶） 快速眼动的命令功能 蓝斑尾部及延髓网状大细胞：抑制运动神 经元，肌张力消失,调节慢波睡眠和快波睡眠的神经机制,慢波睡眠：中缝核、孤束核、视前区和基底前脑快波睡眠：脑桥大细胞区、蓝斑中尾部、外侧膝状体、延髓网状大细胞核,睡眠与神经递质,几种主要神经递质,乙酰胆碱：激活唤醒系统腺苷：抑制唤醒系统（咖啡因）前列腺素：抑制唤醒系统,?,睡眠的功能 ?,睡眠是生物机体的本能行为之一对维持种族延续和个体生存具有同等重要意义 (与饮食行为、性行为和防御攻击行为相比),消除疲劳，恢复体力,睡眠剥夺：连续几昼夜，被试者的心理和行为会发生明显的改变。研
13、究表明，连续一周或以上的不睡，实验者出现头晕、注意力不集中、易激惹手抖和幻觉等。睡眠剥夺足够长的时间会导致实验动物（多为大鼠）更严重的后果，甚至死亡在睡眠剥夺的开始几天，大鼠出现体温和代谢率增高，食欲增加，说明身体的负担比平常要重得多,保存能量,类似于冬眠保存能量。当我们的能量相对不足时，通过睡眠保存能量，在睡眠时体温下降1-2oC，可以保存相当数量的能量。在食物短缺时，动物通过增加睡眠时间或者降低睡眠时的体温来达到保存能量。,适应生态的需要,比较心理学家认为睡眠是一种生态适应性反应自然选择-适应环境的行为特点，处在食物链中的动物-逃避猎食者，睡眠是有效的的策略之一。睡眠时的不活动状态增加生存
14、的可能性,促进身体生长和脑的发育,垂体分泌生长激素、甲状腺刺激素和卵泡刺激素有明显的日周期生长激素的分泌与睡眠的特殊联系：分泌高峰慢波4期脑的发育：与REM睡眠有关,对记忆的影响,普遍的看法是睡眠有助于记忆，尤其是快波睡眠认为快波睡眠帮助脑选择有用的神经连接，放弃那些白天偶然形成的无用的神经连接,快波睡眠中蛋白合成增加与信息编码、短时记忆以及长时记忆储存有关有人认为儿童期接触很多新事物，需要编码和储存的信息较多，睡眠较多，快波睡眠亦多；老年人需要学习内容减少，睡眠也减少,睡眠的剥夺 (sleep deprivation),是研究睡眠功能的常用方法。三种形式，全部睡眠剥夺选择性睡眠剥夺部分睡眠剥
15、夺。,全部睡眠剥夺,被试者的心理和行为会发生明显的改变有人观察72小时以上持续不眠的受试者会出现错觉、幻觉、行走不稳，甚至妄想。睡眠剥夺连续200小时以上，上述症状会明显加剧。有研究报告，睡眠剥夺足够长的时间会导致实验动物的死亡。,快波睡眠剥夺,在实验期间，大多数被试出现轻微、短暂的个性改变，包括易激惹、焦虑和注意力不集中。5/8名被试食欲和体重均增加.,慢波4期睡眠剥夺,受试者表现出抑制和功能降低的特征。,反跳现象,睡眠被剥夺之后出现睡眠增加的现象, 这种情况称为反跳 (rebound)反跳现象是每个人都会 遇到的。在日常生活中因为种种原因, 常常会耽误一段时间的睡眠, 次日睡觉时睡得更深时
16、间 也更长, 无形中将失去的睡眠又弥补了回来,做梦（dream）,快波睡眠与梦： 在快波睡眠中被唤醒后，80%以上的人报告正在做梦，而且梦境生动鲜明、知觉性强，尤其视知觉突出。慢波睡眠与梦： 在慢波睡眠各期中被叫醒后，只有10%15%左右报告有梦，慢波睡眠更多的是思维类型，思想多于景象，更象在思考什么而不是在做什么，如 我正在想着明天的考试整夜约1-2小时在做梦 ，前半夜的梦较短，后半夜的梦较长关于梦的理论 ：Freud（1899），他认为梦都是有意义的，梦代表了人的愿望的满足。,梦分析,每夜睡眠中第一、二两次梦多以重现白天的活动内容为主，似乎对当天经历进行着重新整理和编码；第三、四次梦多重现
17、过去的经历甚至是儿时的体念；第五次梦既有近事记忆又有往事记忆的内容；,睡眠与觉醒的功能失调,睡眠障碍的原因,心理因素（情绪兴奋、紧张、焦虑或抑郁），生理状态环境因素工作时间严重的睡眠障碍又是精神疾病的主要临床表现有1/41/6的成年人为睡眠问题所苦恼,睡眠异常的综合征,1. 入睡难/保持睡眠难失眠 2. 白天过多的睡眠 睡眠过多 3. 错误的时间睡眠 睡眠-觉醒-节律异常 睡眠中异常事迹 深眠异常（parasomania）,问题,越来越多的人在夜间工作和旅行(倒班，卡车司机，医务工作者，全球股票市场),越来越多的年轻人睡眠不足，成为慢性睡眠剥夺,新经济的驱动 使得全球出现白天短睡减少,约10%
18、的全球人群有慢性失眠（入睡和保持睡眠困难），很少有良好的睡眠,全球约30%的人群有睡眠困难，影响了睡眠应有的恢复作用,问题,?,什么是失眠?,世界卫生组织的失眠定义,World Health Organization 1993,按照ICD-10的失眠定义:A. 有入睡困难、保持睡眠障碍或睡眠后没有恢复感B. 至少每周3次并持续至少1个月C. 睡眠障碍导致明显的不适或影响了日常生活D. 没有神经系统疾病、系统疾病、使用精神药物或其他药物等因素导致失眠,失眠的常见病因,%,10,20,Jacobs et al. 1988, Coleman et al. 1982, Hajak and Rther
19、1995,抑郁、焦虑及其他,不安腿综合征、睡眠呼吸暂停,初步的精神心理学疾患,物质依赖、副反应,脏器疾病,其他,失眠的分类,入睡困难型（onset insomnia）保持睡眠困难型(maintenance insomnia) 早醒型(termination insomnia),患病率(法国,德国，意大利，日本，西班牙，英国，美国),*Datamonitor 2000 Based on United Nations population statistics 1997,失眠在全球多见,睡眠呼吸暂停 (sleep apnea ),即睡眠时的呼吸异常。多数人是在快波睡眠期间呼吸不规则大多数45岁以上
20、的人偶而出现至少9秒钟的呼吸暂停但是部分人出现频繁的呼吸停顿以致缺氧，某些人呼吸停止一分钟甚至更久，然后醒转睡眠时有极强的鼾声，病人往往申诉醒后不清新感，夜间出汗、短暂的记忆丧失，早晨头痛一般较肥胖，颈部短，长期不纠正可引起记忆力下降和痴呆患有睡眠呼吸暂停者应该减肥、忌酒和慎用镇静剂。,发作性睡病（narcolepsy）,发作性睡病的特点为：在不应睡眠的时间里，频繁地、突然地陷入睡眠状态。 1.睡眠发作 2.猝倒（cataplexy） 3.睡眠麻痹（sleep paralysis） 4.入睡前幻觉（hypnagogic hallucinations）,发作性睡病的发生机制,乙酰胆碱突触的过度反
21、应最常用的药物是兴奋剂，以提高唤醒功能，如利他林。,睡眠的阶段性障碍,引起睡眠阶段性障碍的情况比较复杂梦话、梦游、遗尿、夜惊、梦魇等。梦游、遗尿、夜惊等均出现于慢波睡眠3、4期，儿童多见梦魇则发生于快波睡眠，多见于成人。,梦呓（sleep talking ）,出现在慢波睡眠较浅阶段可单独出现可并发于睡行症中。,睡行症（sleepwalking）,又称夜游症或梦游症只出现在慢波睡眠的3、4期。并多在夜间睡眠的前1/3期间。表现： 儿童多于成人，一般随着发育的成熟梦游会自然消失; 成人经常出现睡行症首先应排除癫痫的精神运动性发作,其次是神经症、癔症及生活事件的应激。,夜惊（night terrors）,可见于任何年龄和性别，以49岁男孩最为常见常在睡眠后1小时，在慢波睡眠4期出现惊叫、颤抖、手足快速运动等极度恐怖表现，事后对这种体念不能回忆。,梦魇（nightmare）,通常出现在快波睡眠期，见于成年人。患者从一定程度的焦虑状态中惊醒，感觉到胸部被什么东西压住了。通常生成一段清晰的由非恐怖性向恐怖性发展的或多或少延续的梦境，醒来后神志清醒，能很好地回忆梦中的情景。梦魇多由疲劳过度、焦虑、消化不良等原因引起。,问题,1.两种睡眠时相（REM/NREM)的特点,及其在睡眠周期中如何交替？2. 慢波、快波睡眠和那些脑结构以及神经递质有关？3. 生物钟的调节中枢在哪里？,谢谢,
