睡眠和觉醒的生理心理学课件

睡眠和觉醒的生理心理学生理心理学睡眠和觉醒的生理心理学生理心理学1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醒－睡节律2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。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3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世纪攀登脑科学顶峰中睡眠研究将会是一个主要切入点脑科学研究显示，睡眠不仅仅是简单的活动停止，更是维持高度生理4醒－睡节律内源性周期生物钟及其生理机制生物钟的调节醒－睡节律内源性周期5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。

内源性周期睡眠-觉醒周期是生理节律之一；6睡眠和觉醒的生理心理学课件7生物钟一、视交叉上核下丘脑腹侧前部的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus,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合成和释放褪黑素。生物钟一、视交叉上核8二、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。

二、松果体与褪黑素9三、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。三、腺苷及其受体的作用10四、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，该区的受体可能是OX2R。

四、奥立新（orexins)及其受体的作用11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视网膜光暗信息下丘脑-垂体脑干，脊髓视交叉上核12大鼠的视交叉上核

大鼠的视交叉上核13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觉醒状态清醒时脑电波－去同步化快波14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-组胺维持觉醒的神经机制-脑干的上行网状激活系统（上行投15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，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。特异性上行投射系统－各种感觉传导通路的总称16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。非特异性上行投射系统－脑干网状结构侧重要组成部分17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

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18睡眠的分期与脑机制睡眠的分期与脑机制19人的一生约有1／3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（sleep）的交替人的一生约有1／3的时间是在睡眠中度过的。20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睡眠周期的交替睡眠-觉醒周期是生理节律之一21慢波睡眠

非快动眼睡眠（nonrapideyemovementsleep，NREM睡眠）或慢波睡眠（SWS）

睡眠1期（stage1sleep）（S1） 睡眠2期（stage2sleep）（S2） 睡眠3期（stage3sleep）（S3） 睡眠4期（stage4sleep）（S4）慢波睡眠

非快动眼睡眠（nonrapideyemov22睡眠和觉醒的生理心理学课件23SWS的生理变化及生理功能慢波睡眠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。SWS的生理变化及生理功能慢波睡眠1-4期过渡中，全身肌张力24睡眠和觉醒的生理心理学课件25快波睡眠特点快动眼睡眠（rapideyemovementsleep，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/夜异相睡眠(paradoxicalsleep)快波睡眠特点快动眼睡眠（rapideyemovement26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。

体温仍较低，但脑的温度、脑血流量、脑耗氧量迅速增加；27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反应慢波睡眠快波睡眠28?睡眠-觉醒周期及其阶段??睡眠-觉醒周期及其阶段?29

睡眠-觉醒周期sleep-wakecycles人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快波睡眠交替变换的4~6个周期所组成；在成人每个周期历时80~90分钟，包括20~30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-觉醒周期sleep-wakecycles人的每30睡眠周期

4~6个周期分布：REM20~25%S250%S3S420%S15~10%睡眠周期

4~6个周期31入睡后首先进入NREM睡眠，按S1－S2－S3－S4－S3－S2－S1顺序进行，持续90分钟；整夜睡眠中出现4－5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4－5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。入睡后首先进入NREM睡眠，按S1－S2－S3－S4－S3－32睡眠和觉醒的生理心理学课件33睡眠和觉醒的生理心理学课件34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睡眠与年龄的关系睡眠时间的长短35睡眠和觉醒的生理心理学课件36?睡眠的神经机制??睡眠的神经机制?37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38睡眠中枢

Hess(1929)间脑Bremer(1937)孤立脑、孤立头Jouvet(1974)中缝核蓝斑睡眠中枢 Hess(1929)间脑39上行抑制系上行激动系脑干网状结构脑干尾端NE产生机制睡眠觉醒上上脑干网状结构脑干尾端NE产生机制睡眠40

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，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。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，41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42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慢波睡眠的神经机制中缝核：5-HT43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，肌张力消失快波睡眠的神经机制快波睡眠的开关细胞——脑桥大细胞44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45睡眠与神经递质睡眠与神经递质46

结构释放神经递质作用桥、延脑乙酰胆碱、谷氨酸增加皮层唤醒水平蓝斑去甲肾上腺素在觉醒状态下增加信息储存基底前脑多数细胞

乙酰胆碱激活丘脑和皮层；提高学习和注意力；使慢波睡眠转换为快波睡眠

其它细胞γ-氨基丁酸抑制丘脑和皮层下丘脑（部分）组胺增加唤醒水平中缝核和桥脑5-羟色胺中断快波睡眠结构释放神经递质作用桥、延脑乙酰胆碱、谷氨酸增加皮层唤醒水47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：抑制唤醒系统几种主要神经递质乙酰胆碱：激活唤醒系统48?睡眠的功能??睡眠的功能?49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)睡眠是生物机体的本能行为之一50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51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。保存能量类似于冬眠—保存能量。52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的可能性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53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

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54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

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55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56睡眠和觉醒的生理心理学课件57睡眠的剥夺

(sleepdeprivation)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夺。睡眠的剥夺(sleepdeprivation)是研究睡眠58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。全部睡眠剥夺被试者的心理和行为会发生明显的改变59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.

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60慢波4期睡眠剥夺受试者表现出抑制和功能降低的特征。慢波4期睡眠剥夺受试者表现出抑制和功能降低的特征。61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间也更长,无形中将失去的睡眠又弥补了回来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62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。

做梦（dream）快波睡眠与梦：在快波睡眠中被唤醒后，863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；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64睡眠与觉醒的功能失调睡眠与觉醒的功能失调65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1/4~1/6的成年人为睡眠问题所苦恼睡眠障碍的原因心理因素（情绪兴奋、紧张、焦虑或抑郁），66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）

睡眠异常的综合征1. 入睡难/保持睡眠难 失眠

67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

向失眠社会前进

新经济的驱动使得全球出现白天短睡减少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68 约10%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

对工作效率不断下降的担忧…多见于有睡眠障碍的人群问题 约10%的全球人群有慢性失眠（入睡和保持睡眠困难），很少有69?什么是失眠??什么是失眠?70世界卫生组织的失眠定义WorldHealthOrganization1993

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世界卫生组织的失眠定义WorldHealthOrgani71睡眠困难睡眠问题/睡眠诉说睡眠困难

+白天障碍睡眠障碍/疾病睡眠困难睡眠困难

+白天障碍72失眠的常见病因%1020Jacobsetal.1988,Colemanetal.1982,HajakandRüther1995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常见病因%1020Jacobsetal.198873失眠的分类

入睡困难型（onsetinsomnia）保持睡眠困难型(maintenanceinsomnia)早醒型(terminationinsomnia)失眠的分类入睡困难型（onsetinsomnia）74脑卒中强迫障碍全面性焦虑糖尿病失眠02550751001.8*12.2*21.5*31.0*69.0†人群(百万)患病率

(法国,德国，意大利，日本，西班牙，英国，美国)*Datamonitor2000†BasedonUnitedNationspopulationstatistics1997失眠在全球多见脑卒中强迫障碍全面性焦虑糖尿病失眠02550751001.875睡眠呼吸暂停(sleepapnea)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。睡眠呼吸暂停(sleepapnea)76睡眠和觉醒的生理心理学课件77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（sleepparalysis）4.入睡前幻觉（hypnagogichallucinations）

发作性睡病（narcolepsy）发作性睡病的特点为：在不78发作性睡病的发生机制乙酰胆碱突触的过度反应最常用的药物是兴奋剂，以提高唤醒功能，如利他林。发作性睡病的发生机制乙酰胆碱突触的过度反应79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。睡眠的阶段性障碍引起睡眠阶段性障碍的情况比较复杂80梦呓（sleeptalking

）出现在慢波睡眠较浅阶段可单独出现可并发于睡行症中。梦呓（sleeptalking）出现在慢波睡眠较浅阶段81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。

睡行症（sleepwalking）又称夜游症或梦游症82夜惊（nightterrors）可见于任何年龄和性别，以4～9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。夜惊（nightterrors）可见于任何年龄和性别，以483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。梦魇（nightmare）通常出现在快波睡眠期，见于成年人。84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？问题1.两种睡眠时相（REM/NREM)的特点,及其在睡眠周85谢谢谢谢86睡眠和觉醒的生理心理学生理心理学睡眠和觉醒的生理心理学生理心理学87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醒－睡节律88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。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89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世纪攀登脑科学顶峰中睡眠研究将会是一个主要切入点脑科学研究显示，睡眠不仅仅是简单的活动停止，更是维持高度生理90醒－睡节律内源性周期生物钟及其生理机制生物钟的调节醒－睡节律内源性周期91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。

内源性周期睡眠-觉醒周期是生理节律之一；92睡眠和觉醒的生理心理学课件93生物钟一、视交叉上核下丘脑腹侧前部的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus,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合成和释放褪黑素。生物钟一、视交叉上核94二、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。

二、松果体与褪黑素95三、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。三、腺苷及其受体的作用96四、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，该区的受体可能是OX2R。

四、奥立新（orexins)及其受体的作用97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视网膜光暗信息下丘脑-垂体脑干，脊髓视交叉上核98大鼠的视交叉上核

大鼠的视交叉上核99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觉醒状态清醒时脑电波－去同步化快波100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-组胺维持觉醒的神经机制-脑干的上行网状激活系统（上行投101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，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。特异性上行投射系统－各种感觉传导通路的总称102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。非特异性上行投射系统－脑干网状结构侧重要组成部分103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

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104睡眠的分期与脑机制睡眠的分期与脑机制105人的一生约有1／3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（sleep）的交替人的一生约有1／3的时间是在睡眠中度过的。106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睡眠周期的交替睡眠-觉醒周期是生理节律之一107慢波睡眠

非快动眼睡眠（nonrapideyemovementsleep，NREM睡眠）或慢波睡眠（SWS）

睡眠1期（stage1sleep）（S1） 睡眠2期（stage2sleep）（S2） 睡眠3期（stage3sleep）（S3） 睡眠4期（stage4sleep）（S4）慢波睡眠

非快动眼睡眠（nonrapideyemov108睡眠和觉醒的生理心理学课件109SWS的生理变化及生理功能慢波睡眠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。SWS的生理变化及生理功能慢波睡眠1-4期过渡中，全身肌张力110睡眠和觉醒的生理心理学课件111快波睡眠特点快动眼睡眠（rapideyemovementsleep，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/夜异相睡眠(paradoxicalsleep)快波睡眠特点快动眼睡眠（rapideyemovement112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。

体温仍较低，但脑的温度、脑血流量、脑耗氧量迅速增加；113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反应慢波睡眠快波睡眠114?睡眠-觉醒周期及其阶段??睡眠-觉醒周期及其阶段?115

睡眠-觉醒周期sleep-wakecycles人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和快波睡眠交替变换的4~6个周期所组成；在成人每个周期历时80~90分钟，包括20~30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-觉醒周期sleep-wakecycles人的每116睡眠周期

4~6个周期分布：REM20~25%S250%S3S420%S15~10%睡眠周期

4~6个周期117入睡后首先进入NREM睡眠，按S1－S2－S3－S4－S3－S2－S1顺序进行，持续90分钟；整夜睡眠中出现4－5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4－5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。入睡后首先进入NREM睡眠，按S1－S2－S3－S4－S3－118睡眠和觉醒的生理心理学课件119睡眠和觉醒的生理心理学课件120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睡眠与年龄的关系睡眠时间的长短121睡眠和觉醒的生理心理学课件122?睡眠的神经机制??睡眠的神经机制?123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124睡眠中枢

Hess(1929)间脑Bremer(1937)孤立脑、孤立头Jouvet(1974)中缝核蓝斑睡眠中枢 Hess(1929)间脑125上行抑制系上行激动系脑干网状结构脑干尾端NE产生机制睡眠觉醒上上脑干网状结构脑干尾端NE产生机制睡眠126

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，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。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，127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128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慢波睡眠的神经机制中缝核：5-HT129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，肌张力消失快波睡眠的神经机制快波睡眠的开关细胞——脑桥大细胞130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131睡眠与神经递质睡眠与神经递质132

结构释放神经递质作用桥、延脑乙酰胆碱、谷氨酸增加皮层唤醒水平蓝斑去甲肾上腺素在觉醒状态下增加信息储存基底前脑多数细胞

乙酰胆碱激活丘脑和皮层；提高学习和注意力；使慢波睡眠转换为快波睡眠

其它细胞γ-氨基丁酸抑制丘脑和皮层下丘脑（部分）组胺增加唤醒水平中缝核和桥脑5-羟色胺中断快波睡眠结构释放神经递质作用桥、延脑乙酰胆碱、谷氨酸增加皮层唤醒水133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：抑制唤醒系统几种主要神经递质乙酰胆碱：激活唤醒系统134?睡眠的功能??睡眠的功能?135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)睡眠是生物机体的本能行为之一136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137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。保存能量类似于冬眠—保存能量。138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的可能性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139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

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140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

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141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142睡眠和觉醒的生理心理学课件143睡眠的剥夺

(sleepdeprivation)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夺。睡眠的剥夺(sleepdeprivation)是研究睡眠144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。全部睡眠剥夺被试者的心理和行为会发生明显的改变145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.

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146慢波4期睡眠剥夺受试者表现出抑制和功能降低的特征。慢波4期睡眠剥夺受试者表现出抑制和功能降低的特征。147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间也更长,无形中将失去的睡眠又弥补了回来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148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。

做梦（dream）快波睡眠与梦：在快波睡眠中被唤醒后，8149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；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150睡眠与觉醒的功能失调睡眠与觉醒的功能失调151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1/4~1/6的成年人为睡眠问题所苦恼睡眠障碍的原因心理因素（情绪兴奋、紧张、焦虑或抑郁），152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）

睡眠异常的综合征1. 入睡难/保持睡眠难 失眠

153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

向失眠社会前进

新经济的驱动使得全球出现白天短睡减少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154 约10%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

对工作效率不断下降的担忧…多见于有睡眠障碍的人群问题 约10%的全球人群有慢性失眠（入睡和保持睡眠困难），很少有155?什么是失眠??什么是