觉醒和睡眠的基本机制.pptx

睡眠生理睡眠生理觉醒和睡眠基本机制觉醒和睡眠基本机制觉醒和睡眠的基本机制第1页觉醒和睡眠基本机制觉醒和睡眠基本机制觉醒基本机制觉醒基本机制1.1.觉醒状态维持觉醒状态维持2.与觉醒相关中枢神经递质与觉醒相关中枢神经递质睡眠基本机制睡眠基本机制1.对对睡眠认识阶段睡眠认识阶段2.与与睡眠睡眠相关中枢神经递质相关中枢神经递质3.3.睡眠期中枢对运动神经元调控睡眠期中枢对运动神经元调控药品对药品对REMREM期运动神经元影响期运动神经元影响觉醒和睡眠的基本机制第2页一、觉醒基本机制一、觉醒基本机制脑电觉醒状态脑电觉醒状态：EEGEEG由睡眠时高振幅慢波由睡眠时高振幅慢波 变为觉醒时低振幅快波。变为觉醒时低振幅快波。行为觉醒状态行为觉醒状态：出现觉醒时各种行为表现，：出现觉醒时各种行为表现，如对新异刺激出现探究反如对新异刺激出现探究反 应，对刺激反应普遍增强。应，对刺激反应普遍增强。(一一)觉醒状态维持觉醒状态维持 靠脑干网状结构上行激活系统活动来靠脑干网状结构上行激活系统活动来 维持。维持。觉醒和睡眠的基本机制第3页 特定感觉区特定感觉区 点对点投射点对点投射 丘脑丘脑感觉接替核感觉接替核 脑干脑干 脊髓后角脊髓后角 脊神经节脊神经节 感受器感受器功效功效 引发特定感觉引发特定感觉 维持与改变皮层兴奋狀态维持与改变皮层兴奋狀态侧支侧支 脑干网狀结构脑干网狀结构（屡次换元）（屡次换元）丘脑丘脑髓板内核群髓板内核群 弥散地投射弥散地投射 皮层广泛区域皮层广泛区域 觉醒和睡眠的基本机制第4页觉醒和睡眠的基本机制第5页（二）（二）与觉醒相关中枢神经递质与觉醒相关中枢神经递质乙酰胆碱乙酰胆碱（ACh h）：脑内注入胆碱类药品，）：脑内注入胆碱类药品，动物出现动物出现低振幅快波觉醒脑电状态，抗低振幅快波觉醒脑电状态，抗胆碱胆碱类药品，则出现类药品，则出现高振幅慢波睡眠脑电状态。高振幅慢波睡眠脑电状态。清醒动物注射阿托品后，清醒动物注射阿托品后，脑电觉醒被阻断，但脑电觉醒被阻断，但行为上仍处于觉醒状态，并不出现睡眠。说行为上仍处于觉醒状态，并不出现睡眠。说明明脑电觉醒和行为觉醒状态维持可能分别有脑电觉醒和行为觉醒状态维持可能分别有不一样发生机制不一样发生机制。多巴胺多巴胺（DA）：）：1970年年Jones动物试验表明，动物试验表明，破坏中脑黑质破坏中脑黑质DA系统后，动物表现为行为不系统后，动物表现为行为不觉醒，脑电觉醒。觉醒，脑电觉醒。行为觉醒状态维持与行为觉醒状态维持与中脑中脑黑质黑质-纹状体纹状体DA系统功效关。系统功效关。觉醒和睡眠的基本机制第6页黑质黑质纹状体帕金森症患者，尤其是老年患者整天处于困倦状态觉醒和睡眠的基本机制第7页震颤麻痹震颤麻痹(Parkinson(Parkinson病病)舞蹈病舞蹈病亨廷顿亨廷顿()觉醒和睡眠的基本机制第8页去甲基肾上腺素（NE）：1970年Petijean电刺激中脑蓝斑核中脑蓝斑核头部或背侧NE系统上行纤维，引发脑电觉醒。破坏该部位后，动物脑电快波显著降低，出现类似睡眠样同时化慢波，但行为上能够行走，不表现为睡眠。可唤醒，刺激停顿，脑电觉醒也停顿。脑干网状结构上行系统ACh起连续作用，中脑蓝斑NE系统起暂时作用，即时相性作用。中脑蓝斑中脑蓝斑NE系统、系统、脑干网状结构上行系上行系统和皮质内统和皮质内ACACh系统与系统与脑电觉醒维持相关，脑电觉醒维持相关，行为觉醒状态维持与行为觉醒状态维持与中脑黑质中脑黑质-纹状体纹状体DA系统功效关。系统功效关。OrexinOrexin觉醒和睡眠的基本机制第9页二、二、睡眠基本机制睡眠基本机制（一）对（一）对睡眠认识阶段睡眠认识阶段最初法国学者认为：睡眠是因为身体内部需要，最初法国学者认为：睡眠是因为身体内部需要，使感觉活动和运动性活动暂时停顿，给予适当刺使感觉活动和运动性活动暂时停顿，给予适当刺激就能使其马上觉醒状态。激就能使其马上觉醒状态。当人们认识了脑电活动后，就认为：睡眠是因为当人们认识了脑电活动后，就认为：睡眠是因为脑脑功效活动而引发动物生理性活动低下，给予适功效活动而引发动物生理性活动低下，给予适当刺激可使之到达完全清醒状态。当刺激可使之到达完全清醒状态。近些年当代医学研究大致认为：睡眠是一个主动近些年当代医学研究大致认为：睡眠是一个主动过程，睡眠是恢复精力所必须休息，有专门中枢过程，睡眠是恢复精力所必须休息，有专门中枢管理睡眠与觉醒，睡时人脑只是换了一个工作方管理睡眠与觉醒，睡时人脑只是换了一个工作方式，使能量得到贮存，有利于精神和体力恢复；式，使能量得到贮存，有利于精神和体力恢复；而适当睡眠是最好休息，既是维护健康和体力基而适当睡眠是最好休息，既是维护健康和体力基础，也是取得高度生产能力确保。础，也是取得高度生产能力确保。觉醒和睡眠的基本机制第10页两种观点：两种观点：（1）睡眠是一个扩散抑制过程而不睡眠是一个扩散抑制过程而不是某个特定中枢神经结构功效，这是是某个特定中枢神经结构功效，这是巴甫洛夫学派传统观点。巴甫洛夫学派传统观点。依据条件反射试验观察，巴甫洛依据条件反射试验观察，巴甫洛夫认为睡眠是一个广泛地扩散抑制过夫认为睡眠是一个广泛地扩散抑制过程。当抑制过程占领全部大脑皮层并程。当抑制过程占领全部大脑皮层并扩散至皮层下中枢时，即出现完全睡扩散至皮层下中枢时，即出现完全睡眠。眠。觉醒和睡眠的基本机制第11页(2)睡眠与中枢神经系统内一些特定结睡眠与中枢神经系统内一些特定结构相关，此派主张在中枢神经系统中存构相关，此派主张在中枢神经系统中存在相关睡眠中枢。在相关睡眠中枢。试验结果表明，刺激动物试验结果表明，刺激动物丘脑或脑丘脑或脑干一些结构可诱发睡眠干一些结构可诱发睡眠。在。在延脑和脑桥延脑和脑桥网状结构内存在网状结构内存在上行抑制系统上行抑制系统，其活动，其活动可反抗上行激活系统作用，从而引发睡可反抗上行激活系统作用，从而引发睡眠。此系统首先接收来自躯体和内脏感眠。此系统首先接收来自躯体和内脏感觉上行冲动而诱发睡眠，另首先又接收觉上行冲动而诱发睡眠，另首先又接收前脑前脑梨状区、扣带回和视前区梨状区、扣带回和视前区等结构下等结构下行冲动而引发睡眠。行冲动而引发睡眠。觉醒和睡眠的基本机制第12页性质性质NREMREM自主活动自主活动心率心率迟缓下降易变，且有阵发性易变，且有阵发性呼吸呼吸迟缓下降易变，且有阵发性易变，且有阵发性体温调整保持保持受损受损脑温度脑温度降低降低增高增高大脑皮层血流大脑皮层血流降低高高骨骼肌系统骨骼肌系统肌担心进行性降低进行性降低消失消失腱反射腱反射正常正常被抑制被抑制周期性抽搐周期性抽搐降低降低增高增高眼动眼动少、慢、不协调少、慢、不协调快、协调快、协调认知状态认知状态含糊思索鲜明梦，有组织生长激素分泌生长激素分泌高高低低皮层细胞活动皮层细胞活动大量细胞降低，且有阶段性大量细胞降低，且有阶段性放电频率增加，担心性活动感觉诱发电位感觉诱发电位大大降低降低觉醒和睡眠的基本机制第13页盲人做梦吗？古人云：古人云：“盲人无梦，愚夫寡梦盲人无梦，愚夫寡梦”。天生盲者梦境缺乏影像和场景，但天生盲者梦境缺乏影像和场景，但有声音触觉和情绪经验。有声音触觉和情绪经验。后天盲者睡眠时后天盲者睡眠时眼球眼球运动次数养活，运动次数养活，并与失明时间呈负相关。并与失明时间呈负相关。提醒提醒梦境内容尤其显示其所依赖感梦境内容尤其显示其所依赖感觉。觉。觉醒和睡眠的基本机制第14页眼球眼球运动与资讯撷取相关运动与资讯撷取相关塞内加尔及印尼原住民睡眠时塞内加尔及印尼原住民睡眠时眼球眼球运动次数比较少，？运动次数比较少，？婴儿睡眠绝大多数是婴儿睡眠绝大多数是REM睡眠，？睡眠，？假如假如梦梦到打乒乓球，眼球就左右跳，到打乒乓球，眼球就左右跳，假如假如梦梦到上到上楼楼梯或打梯或打篮篮球，眼球就球，眼球就上下上下动。动。觉醒和睡眠的基本机制第15页视神经视神经视交叉视交叉视视 束束外侧膝状体外侧膝状体中脑中脑 上丘上丘 视皮层视皮层动眼神动眼神经副核经副核动眼神经动眼神经躯体运动躯体运动 提上睑肌、内上下直和下斜肌提上睑肌、内上下直和下斜肌内脏运动内脏运动 瞳孔括约肌，睫状肌瞳孔括约肌，睫状肌觉醒和睡眠的基本机制第16页蜗神经节蜗神经节蜗神经后核蜗神经后核 蜗神经前核蜗神经前核 同侧同侧 对侧上橄榄核对侧上橄榄核下丘核下丘核内侧膝状体内侧膝状体颞横回颞横回延髓觉醒和睡眠的基本机制第17页脑桥觉醒和睡眠的基本机制第18页（二）与（二）与睡眠睡眠相关中枢神经递质相关中枢神经递质5-羟色胺羟色胺：60年代，因为中枢神经递质研究进年代，因为中枢神经递质研究进展，发觉低位脑干展，发觉低位脑干中缝核中缝核群前段群前段5-羟色胺能系羟色胺能系统与慢波睡眠相关，（而脑桥统与慢波睡眠相关，（而脑桥蓝斑核蓝斑核去甲肾上去甲肾上腺素能系统与异相睡眠相关。）腺素能系统与异相睡眠相关。）睡眠肽睡眠肽：70年代，从入睡兔和羊脑内提取出多年代，从入睡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肽，将其注入另一动物脑室内可诱导出波，波，类似慢波睡眠。当前最少已提取出三种类似慢波睡眠。当前最少已提取出三种“睡眠睡眠肽肽”，在动物脑脊液、大脑皮层、脑干中含量，在动物脑脊液、大脑皮层、脑干中含量较多。动物被强制剥夺睡眠后，它们浓度猛增，较多。动物被强制剥夺睡眠后，它们浓度猛增，造成睡眠。造成睡眠。氨基丁酸氨基丁酸（GABAGABA）：大脑浅层、小脑浦氏细大脑浅层、小脑浦氏细胞。胞。甘氨酸甘氨酸 ：脊髓和脑干中闰绍细胞递质。：脊髓和脑干中闰绍细胞递质。觉醒和睡眠的基本机制第19页（三）睡眠过程中运动神经元改变（三）睡眠过程中运动神经元改变觉醒和睡眠的基本机制第20页脑干网状结构易化区脑干网状结构易化区脑干网状结构抑制区脑干网状结构抑制区脑干网状脑干网状结构易化区结构易化区 前庭核前庭核小脑前叶小脑前叶 两侧部两侧部脑干网状脑干网状结构抑制区结构抑制区 大脑皮质大脑皮质 纹狀体纹狀体小脑前叶小脑前叶 蚓蚓 部部 网网 狀狀脊髓束脊髓束 运动运动神经元神经元梭内肌梭内肌 收缩收缩肌梭敏肌梭敏感性感性肌担心肌担心肌活动肌活动 网网 狀狀脊髓束脊髓束 运动运动神经元神经元梭内肌梭内肌 舒张舒张肌梭敏肌梭敏感性感性肌担心肌担心肌活动肌活动觉醒和睡眠的基本机制第21页1.1.兴奋性突触后电位兴奋性突触后电位（EPSPEPSP）突触小泡释放兴突触小泡释放兴奋性递质奋性递质与后膜受与后膜受体结合后提升了后膜体结合后提升了后膜对对NaNa+、K K+、ClCl-,尤其尤其是是NaNa+通透性通透性后膜后膜局部去极化局部去极化(EPSPEPSP)总和后，到达阈电位总和后，到达阈电位水平时发生动作电位。水平时发生动作电位。觉醒和睡眠的基本机制第22页2.2.抑制性突触后电位抑制性突触后电位（IPSPIPSP）突触小泡释放抑突触小泡释放抑制性递质制性递质与后膜受与后膜受体结合后提升了后膜体结合后提升了后膜对对K K+、ClCl-,尤其是尤其是ClCl-通透性通透性后膜超极化后膜超极化(IPSPIPSP)也可总和，也可总和，降低突触后膜兴奋性。降低突触后膜兴奋性。觉醒和睡眠的基本机制第23页中枢抑制方式：中枢抑制方式：突触后抑制突触后抑制 抑制出现在突触后膜上，特点是兴奋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，使突触元，由后者释放抑制性递质，使突触后膜超极化。后膜超极化。1.1.传入侧支性抑制传入侧支性抑制 2.2.回返性抑制回返性抑制突触前抑制突触前抑制觉醒和睡眠的基本机制第24页甘氨酸甘氨酸觉醒和睡眠的基本机制第25页GABA觉醒和睡眠的基本机制第26页NREM和和REM期运动神经细胞期运动神经细胞EPSPS可能机制：可能机制：突触后抑制突触后抑制突触前抑制突触前抑制觉醒和睡眠的基本机制第27页觉醒和睡眠的基本机制第28页觉醒和睡眠的基本机制第29页觉醒和睡眠的基本机制第30页觉醒和睡眠的基本机制第31页觉醒和睡眠的基本机制第32页硝酸士宁硝酸士宁是是较强致惊剂，较强致惊剂，它为脊髓抑它为脊髓抑制性神经递制性神经递质质甘氨酸受甘氨酸受体拮抗剂体拮抗剂。觉醒和睡眠的基本机制第33页 The End觉醒和睡眠的基本机制第34页