觉醒和睡眠的基本机制

觉醒和睡眠的基本机制第1页，共31页，2023年，2月20日，星期二觉醒和睡眠的基本机制觉醒的基本机制觉醒状态的维持与觉醒有关的中枢神经递质睡眠的基本机制对睡眠的认识阶段与睡眠有关的中枢神经递质睡眠期中枢对运动神经元的调控药物对REM期运动神经元的影响第2页，共31页，2023年，2月20日，星期二一、觉醒的基本机制脑电觉醒状态：EEG由睡眠时的高振幅慢波变为觉醒时低振幅快波。行为觉醒状态：出现觉醒时的各种行为表现，如对新异刺激出现的探究反应，对刺激的反应普遍增强。(一)觉醒状态的维持靠脑干网状结构上行激活系统的活动来维持。

第3页，共31页，2023年，2月20日，星期二

特定感觉区

↑

点对点投射

↑丘脑感觉接替核

↑

脑干

↑

脊髓后角

↑

脊神经节

↑感受器功能

引起特定感觉

维持与改变皮层的兴奋狀态－→侧支→脑干网狀结构

（多次换元）

丘脑髓板内核群

↑弥散地投射↑皮层的广泛区域

↑第4页，共31页，2023年，2月20日，星期二第5页，共31页，2023年，2月20日，星期二（二）与觉醒有关的中枢神经递质乙酰胆碱（ACh）：脑内注入胆碱类药物，动物出现低振幅快波的觉醒脑电状态，抗胆碱类药物，则出现高振幅慢波的睡眠脑电状态。清醒动物注射阿托品后，脑电觉醒被阻断，但行为上仍处于觉醒状态，并不出现睡眠。说明脑电觉醒和行为觉醒状态的维持可能分别有不同的发生机制。多巴胺（DA）：1970年Jones动物实验表明，破坏中脑黑质的DA系统后，动物表现为行为不觉醒，脑电觉醒。行为觉醒状态的维持与中脑黑质-纹状体的DA系统功能的关。第6页，共31页，2023年，2月20日，星期二黑质纹状体帕金森症患者，特别是老年患者整天处于困倦状态第7页，共31页，2023年，2月20日，星期二震颤麻痹(Parkinson病)舞蹈病亨廷顿(—)第8页，共31页，2023年，2月20日，星期二去甲基肾上腺素（NE）：1970年Petijean电刺激中脑蓝斑核头部或背侧NE系统上行纤维，引起脑电觉醒。破坏该部位后，动物脑电的快波明显减少，出现类似睡眠样的同步化慢波，但行为上可以行走，不表现为睡眠。可唤醒，刺激停止，脑电觉醒也停止。

脑干网状结构上行系统的ACh起持续作用，中脑蓝斑的NE系统起暂时的作用，即时相性作用。

中脑蓝斑NE系统、脑干网状结构上行系统和皮质内的ACh系统与脑电觉醒的维持有关，行为觉醒状态的维持与中脑黑质-纹状体的DA系统功能的关。Orexin第9页，共31页，2023年，2月20日，星期二二、睡眠的基本机制

（一）对睡眠的认识阶段最初法国学者认为：睡眠是由于身体内部的需要，使感觉活动和运动性活动暂时停止，给予适当刺激就能使其立即觉醒的状态。当人们认识了脑电活动后，就认为：睡眠是由于脑的功能活动而引起的动物生理性活动低下，给予适当刺激可使之达到完全清醒的状态。近些年的现代医学研究大致认为：睡眠是一种主动过程，睡眠是恢复精力所必须的休息，有专门的中枢管理睡眠与觉醒，睡时人脑只是换了一个工作方式，使能量得到贮存，有利于精神和体力的恢复；而适当的睡眠是最好的休息，既是维护健康和体力的基础，也是取得高度生产能力的保证。

第10页，共31页，2023年，2月20日，星期二两种观点：（1）

睡眠是一种扩散的抑制过程而不是某个特定的中枢神经结构的功能，这是巴甫洛夫学派的传统观点。根据条件反射实验的观察，巴甫洛夫认为睡眠是一种广泛地扩散的抑制过程。当抑制过程占领全部大脑皮层并扩散至皮层下中枢时，即出现完全的睡眠。第11页，共31页，2023年，2月20日，星期二(2)睡眠与中枢神经系统内某些特定结构有关，此派主张在中枢神经系统中存在有关睡眠的中枢。实验结果表明，刺激动物丘脑或脑干一些结构可诱发睡眠。在延脑和脑桥网状结构内存在上行抑制系统，其活动可对抗上行激活系统的作用，从而引起睡眠。此系统一方面接受来自躯体和内脏感觉的上行冲动而诱发睡眠，另一方面又接受前脑的梨状区、扣带回和视前区等结构的下行冲动而引起睡眠。第12页，共31页，2023年，2月20日，星期二性质NREMREM自主活动心率缓慢下降易变，且有阵发性呼吸缓慢下降易变，且有阵发性体温调节保持受损脑温度降低增高大脑皮层血流减少高骨骼肌系统肌紧张进行性降低消失腱反射正常被抑制周期性抽搐降低增高眼动少、慢、不协调快、协调认知状态模糊的思考鲜明的梦，有组织的生长激素分泌高低皮层细胞活动大量细胞降低，且有阶段性放电频率增加，紧张性活动感觉诱发电位大降低第13页，共31页，2023年，2月20日，星期二盲人做梦吗？古人云：“盲人无梦，愚夫寡梦”。天生盲者的梦境缺乏影像和场景，但有声音触觉和情绪的经验。后天盲者睡眠时眼球运动的次数养活，并与失明的时间呈负相关。提示梦境的内容特别显示其所依赖的感觉。第14页，共31页，2023年，2月20日，星期二眼球的运动与资讯的撷取有关塞内加尔及印尼的原住民睡眠时眼球运动的次数比较少，？婴儿的睡眠绝大多数是REM睡眠，？如果梦到打乒乓球，眼球就左右跳，如果梦到上楼梯或打篮球，眼球就上下动。第15页，共31页，2023年，2月20日，星期二视神经↓视交叉↓视束外侧膝状体中脑上丘

视皮层动眼神经副核↓↓动眼神经躯体运动提上睑肌、内上下直和下斜肌内脏运动瞳孔括约肌，睫状肌第16页，共31页，2023年，2月20日，星期二蜗神经节↓蜗神经后核蜗神经前核↓同侧对侧上橄榄核↓下丘核↓内侧膝状体↓颞横回延髓第17页，共31页，2023年，2月20日，星期二脑桥第18页，共31页，2023年，2月20日，星期二（二）与睡眠有关的中枢神经递质5-羟色胺：60年代，由于中枢神经递质研究的进展，发现低位脑干中缝核群前段5-羟色胺能系统与慢波睡眠有关，（而脑桥蓝斑核去甲肾上腺素能系统与异相睡眠有关。）睡眠肽：70年代，从入睡的兔和羊脑内提取出多肽，将其注入另一动物脑室内可诱导出δ波，类似慢波睡眠。目前至少已提取出三种“睡眠肽”，在动物的脑脊液、大脑皮层、脑干中含量较多。动物被强制剥夺睡眠后，它们的浓度猛增，导致睡眠。γ－氨基丁酸（GABA）：大脑浅层、小脑浦氏细胞。甘氨酸：脊髓和脑干中闰绍细胞的递质。第19页，共31页，2023年，2月20日，星期二（三）睡眠过程中运动神经元的变化第20页，共31页，2023年，2月20日，星期二脑干网状结构易化区脑干网状结构抑制区脑干网状结构易化区

前庭核小脑前叶两侧部脑干网状结构抑制区

大脑皮质纹狀体小脑前叶蚓部

网狀脊髓束运动⊕神经元梭内肌收缩肌梭敏感性↑肌紧张↑肌活动↑

网狀脊髓束运动㈠神经元梭内肌舒张肌梭敏感性↓肌紧张↓肌活动↓第21页，共31页，2023年，2月20日，星期二1.兴奋性突触后电位（EPSP）突触小泡释放兴奋性递质→与后膜受体结合后提高了后膜对Na+、K+、Cl-,特别是Na+通透性→后膜局部去极化(EPSP)→总和后，达到阈电位水平时发生动作电位。第22页，共31页，2023年，2月20日，星期二2.抑制性突触后电位（IPSP）突触小泡释放抑制性递质→与后膜受体结合后提高了后膜对K+、Cl-,特别是Cl-的通透性→后膜超极化(IPSP)→也可总和，降低突触后膜的兴奋性。第23页，共31页，2023年，2月20日，星期二中枢抑制的方式：突触后抑制

抑制出现在突触后膜上，特点是兴奋性神经元必须先兴奋抑制性中间神经元，由后者释放抑制性递质，使突触后膜超极化。传入侧支性抑制回返性抑制突触前抑制第24页，共31页，2023年，2月20日，星期二甘氨酸第25页，共31页，2023年，2月20日，星期二GABA