1、睡 眠 觉 醒 节 律 与 梦,刘昊宇，徐海明，黄伟，罗星宇，朱志超，睢鑫源,动作电位是脑内唯一可以快速远距离 传递的信号。神经元相互结合成电网络， 同时也可按某种节律同步放电。脑内的这些神经元之间的 电位及其相互作用影响着我们 的睡眠与梦。,一、睡眠觉醒,我们一生中1/3的时间将在睡眠中度过 睡眠的大部分时间都被浅睡或梦境占据 通常在整个夜晚，只有不足30分钟是真正的深睡眠 事实上，我们在所谓清醒的日间也很少有真正清醒、没有做白日梦或注意力分散的时候,睡眠与觉醒,睡眠觉醒周期是一种昼夜节律 睡眠过程呈现慢波睡眠和快速眼动睡眠的周期性交替 睡眠的生物学意义 睡眠觉醒节律的机制-中枢的主动活动,
2、概述,睡眠与觉醒：两种不同的功能状态 觉醒状态：与环境有主动感觉运动联系，产生复杂适应行为 睡眠状态：联系减弱或消失，伴有躯体和植物性功能变化 睡眠与觉醒是以自然昼夜为周期的生理活动 人类对睡眠的认识 两种睡眠时相,特别是快动眼睡眠的发现,睡眠/觉醒周期与昼夜节律,约日节律/昼夜节律(circadian rhythm) 与24小时自然昼夜交替大致同步 人一生中的睡眠觉醒周期 始于出生时,随年龄增长而变化: 新生儿一昼夜多个周期(6090 min) 儿童两个周期(午睡与夜间睡眠) 成年人一个周期(与昼夜交替大致同步),睡眠/觉醒与昼夜节律,睡眠觉醒周期由身体内部的生物钟决定 曾经的推测-由昼夜节
3、律决定的被动反应 如今的认识- 与外界环境隔离(隔绝昼夜,温度,真实的时间变化)的受试者: 睡眠觉醒周期依然存在,但延长至25小时而非24小时 与体温变化的相应关系出现分离,睡眠/觉醒与昼夜节律,睡眠觉醒周期由身体内部的生物钟决定 睡眠觉醒周期的节律是独立于外界,并与其他生理节律无依从关系的内部节律 脑内内在的节律-生物钟,在正常情况下接受自然界的明暗变化信息,并将内在节律与自然界昼夜节律同步起来,睡眠的脑电图分为1、2、3、4阶段，成为公认的分期,慢波睡眠和快速眼动睡眠-I,整夜中睡眠脑电图各阶段的持续时间及其转化规律,睡眠开始后，脑电图变化为阶段1234，约需30 45 min ，然后返回
4、，4321，此时的阶段1是首次开始出现的快速眼动睡眠(REM)，该时相持续10 20 min，再顺序进入阶段4。一夜中循环4 5次。越近早晨，最大睡眠深度，不能到阶段4。,慢波睡眠和快速眼动睡眠-I,慢波睡眠（SWS）： 首次出现的阶段1及阶段2、3、4均属慢波睡眠或同步化睡眠 功能特征：循环、呼吸、交感神经等系统活动随睡眠加深而降低，且相当稳定；肌张力明显下降但保持一定肌紧张，平均20min调整睡眠姿势一次,慢波睡眠和快速眼动睡眠-IIb,快速眼动睡眠(REM)： 除入睡后第一次出现的阶段1外，再出现的阶段1均为REM 功能特征：此期颈后肌、四肢抗重力肌几乎消失，交感活动广泛抑制，心率、心输
5、出量，血压，下丘脑体温调节功能或丧失，内稳态低下是此阶段的显著特征；似乎睡眠进一步加深，但与脑电变化不一致，故也称异相睡眠 其它特征：控制眼运动、听小骨位移和呼吸的肌肉保持张力。眼球快速 扫视，叠加在缓慢眼动的背景上；并呈现位相性中耳肌活动、呼吸急促而不规则、血压、心率、四肢肌肉抽动等。,慢波睡眠和快速眼动睡眠-IIIb,REM期间唤醒，74%-95%正在做梦；SWS期间唤醒，0%-51%做梦。上述现象可能与梦境有关 觉醒状态只能进入SWS；SWS或REM均可直接觉醒，但REM自动觉醒可能性更大(似乎是最浅的睡眠)；但REM期环境刺激唤醒阈显著提高(此角度又是最深的睡眠)。哪一种睡眠更深?在R
6、EM睡眠,睡眠深度不能只用一种参数说明,慢波睡眠和快速眼动睡眠-IV,快速眼动睡眠期位相性运动由脑区神经元活动触发从脑干可记录到位相性电发放，脑桥背部面神经核、前庭神经核、三叉神经核动眼神经核、外侧膝状体视、听皮层，称为桥膝枕峰(PGO)。REM睡眠期间眼动首次诱发与PGO峰对应,慢波睡眠和快速眼动睡眠-IV,两种睡眠状态的周期性交替:一夜中慢波睡眠与REM睡眠周期性交替4-6次,每一周期约90-120min两次REM睡眠间的时间间隔渐短,但每次的REM睡眠持续时间渐增加青年人,REM睡眠占总睡眠的20-25%慢波睡眠的较深时期(阶段3、4)主要在睡眠的前半段,较浅的睡眠时期和REM睡眠主要在
7、睡眠时间的后半,故清晨人易醒来.,睡眠的生物学意义-Ia,不同种属和不同发育阶段动物睡眠需求不同 SWS存在于所有哺乳类、鸟类和部分爬行动物，两栖类和鱼类无；REM首先出现在鸟类，仅见于孵化后很短时间，占总睡眠时间1%；成年哺乳动物则占2030%,睡眠的生物学意义-Ib,不同种属和不同发育阶段动物睡眠需求不同 睡眠时间：婴儿期16h以上，青春期8h，老年期更短；SWS-REM周期：新生儿45min，成年人90min；睡眠E期随年龄增长指数递减，60岁后几乎消失；REM睡眠婴儿占50%，2岁占3035%，10岁后25%,睡眠的生物学意义-Ic,不同种属和不同发育阶段动物睡眠需求不同 生理功能变化
8、：SWS期血压、心率、呼吸频率、脑血流、脑代谢、机体总耗能、垂体促激素分泌、生长素分泌；REM期血压、心率、呼吸非规律性间断，脑和自主神经系统激活，阴茎勃起或阴蒂充血，体温调节机能丧失,睡眠的生物学意义-IIa,剥夺睡眠后的睡眠反弹 剥夺睡眠导致清醒后出现补偿性睡眠反弹 选择性剥夺REM睡眠导致REM睡眠反弹(几乎所有鸟类和哺乳类),睡眠的生物学意义-IIb,REM睡眠与神经系统发育成熟 人类睡眠时间随年龄变化 个体发生过程中，人睡眠的成熟表现在REM睡眠和慢波睡眠阶段4REM睡眠：出生前在子宫内已有，出生时8小时，青春期只有1.5-1.7小时慢波睡眠阶段4：从胚胎发育到中年呈指数下降，60岁
9、后可消失。 REM睡眠时的氧耗量比觉醒状态下强体力或脑力活动时更多，提示REM睡眠可促进脑发育成熟。,睡眠的生物学意义-a,梦与生理睡眠梦与REM睡眠有关的事实的确立,改变了过去的关于梦的观点:过去: 梦少,且从受试者对梦的回忆来判断是否有梦现代生理学研究表明, 每个人夜间睡眠中(每次的REM睡眠)都可能有梦.但随着REM睡眠转入慢波睡眠后的时间越长,回忆出梦的可能性越少.,睡眠的生物学意义-,REM强度例如眼运动等与梦的内容有关，多变化的梦较平静的梦与REM的频度有关。 REM睡眠时梦是清晰的。慢波睡眠时也有梦，但梦不易回忆，梦中的形象也是模糊的，情绪也少,睡眠/觉醒与中枢主动活动-I,早期
10、认为睡眠是被动的去传入机制 孤立脑动物脑电图持续高幅慢波，孤立头动物觉醒睡眠周期正常；进一步切断感觉神经则进入睡眠 认为前脑的感觉传入对维持睡眠觉醒周期必要 损毁外侧被盖区特异性感觉上行通路不影响睡眠周期；损毁脑干中轴部位网状结构上行投射则导致持续深度睡眠 认为脑干网状结构活动维持觉醒，该活动减弱则睡眠,睡眠/觉醒与中枢主动活动-II,现代睡眠理论：睡眠是睡眠中枢引起的主动活动结果 脑干存在特定睡眠诱导区 低频刺激猫丘脑导致深度睡眠，刺激下丘脑后部引起觉醒 在三叉神经根前方切断中脑，不论是否保留脑神经，都可产生失眠 麻醉脑干头端可使清醒猫入睡，麻醉其尾侧可时睡眠猫清醒，提示脑干尾侧可诱发睡眠
11、脑干睡眠诱导区位于脑桥中央睡眠与延髓尾侧之间，包括中缝核、孤束核、蓝斑及网状结构背内侧；中缝核头部损毁影响SWS，尾部损毁主要抑制REM,睡眠/觉醒与中枢主动活动-III,现代睡眠理论：睡眠是睡眠中枢引起的主动活动结果 中缝核群：5-HT能神经元密集区。其头部和尾部在功能上有区别，主要由于结构联系不同：头部纤维投射到间脑和大脑皮层，尾部与脑桥背内侧背盖有纤维联系。分别损毁头部与尾部的实验表明：中缝头部形成慢波睡眠，其尾部则触发REM。 孤束核：激活此区可引起睡眠，但损伤该区并不引起失眠，提示其间接作用，分析表明，引发睡眠可能与调制网状结构的唤醒物质有关。 一般认为，中缝核头部、孤束核极其邻近的
12、网状神经元是产生慢波睡眠的特定脑区。它们共同组成上行抑制系统，一方面调制网状结构的唤醒物质引发睡眠，另一方面还可对驱动他的网状激活系统有负反馈作用，从而诱发睡眠。,睡眠时的脑功能活动,睡眠/觉醒与中枢主动活动-IV,现代睡眠理论：睡眠是睡眠中枢引起的主动活动结果与快波睡眠有关的脑区：蓝斑位于脑桥背内侧背盖(与中缝尾部神经元有密切联系) 损毁蓝斑头部的上行投射延长脑电图同步化，不影响REM，故维持觉醒；破坏其中、后部及邻近网状结构，REM大幅度减少或消失，不影响SWS，故执行REM 中缝背核的5-HT神经元觉醒时最大发放，REM时放电，提示其兴奋可抑制REM及其相关改变,睡眠/觉醒与中枢主动活动
13、-V,中枢神经递质与睡眠/觉醒：5-HT、NE和Ach 抑制5-HT可造成完全失眠，但一周后SWS和REM可恢复70%，提示有代偿机制存在 NE上行背束可抑制中缝核5-HT神经元，影响SWS；损毁NE导致SWS增加；损毁蓝斑尾部，REM完全被抑制 阻止ACh合成可延长SWS，注射ACh到蓝斑附近可触发REM；网状大细胞核胆碱能神经元在REM期位相性快速放电；蓝斑NA神经元REM期放电减少 总之，中缝核头部5-HT神经元产生和维持SWS；蓝斑尾部NA神经元及低位脑干被盖ACh神经元在中缝核尾部5-HT触发下产生REM。交互作用导致周期性改变。,睡眠时的脑功能活动,REM-on细胞：脑桥的胆碱能细
14、胞 REM-off细胞：蓝斑及中缝核中的去甲肾上腺素能及5-羟色胺能细胞,睡眠/觉醒与中枢主动活动-VI,视交叉上核：昼夜节律的可能生物钟 明暗变化可将近日节律变成日节律 损毁下丘脑可消除日节律 切断视束或视交叉尾侧，光照仍可继续导致睡眠/觉醒周期 提示存在视网膜下丘脑直接通路 基本生物钟位于下丘脑视交叉上核 接受视网膜直接输入和中缝核纤维投射 损毁可取消内源性行为和激素分泌的昼夜节律,睡眠/觉醒与中枢主动活动-,肽类物质参与睡眠觉醒节律调节 剥夺睡眠狗脑脊液导致正常狗睡眠，提示存在促睡眠因子 S因子：胞壁酰肽和胞壁酰二肽，促眠和增强免疫 促眠肽：9肽，使脑电图幅度、 波增加 SPS：尿苷和氧
15、化谷胱甘肽，可来自人参等植物 前列腺素D2、褪黑素、血管活性肠肽、精氨酸催产素、IL1、IFN、TNF均可促睡眠,二、浅析梦,由于一天的活动，人的脑细胞疲倦了，大脑皮层处于弥漫性抑制状态，抑制不断扩散，当抑制扩散至大脑皮层下中枢时，就产生了睡眠，但在大脑皮层中始终还有抑制不深或未被抑制到的区域，这些区域还会处于一定的兴奋状态，从而产生梦。,梦有利于恢复和发展大脑细胞的功能。研究指出，在做梦阶段，脑内会产生积极的化学的反应，从而促使脑细胞蛋白质的新陈代谢，促使脑细胞蛋白质的合成和更新，有利于大脑选择、整理、储存来自外界和机体的信息；维持脑细胞的活动平衡，使大脑特别是“优势半球”得到积极的休息。,
16、心理学家曾经做过“剥夺做梦”的实验；他们在入睡者进行快波睡眠阶段时，立即把他唤醒，从而终止他的梦境，几分钟后再让他入睡。这种剥夺快波睡眠的情况持续几天后，实验对象就会出现紧张、焦虑、多动、饶舌、容易激动、注意涣散等现象，甚至出现幻觉和行为反常。,做梦还有助于调节人的心理平衡,心理学家曾经对一些忧郁症患者进行了如下的实验：他们在实验者入睡时，对入睡的外界进行一些有益的人工安排，如在室温、音响等方面形成良好的刺激；同时，运用语言暗示法，引导实验者回忆愉快的往事，或者幻想美好的未来，使入睡者进入“美镜”。进行多次实验后，不少患者的症状明显减轻，有的还消除了习惯性的心理压力。这些事实说明，梦是一种正常的生理和心理现象，梦境也是客观现实的反映。,谢谢大家！,
