生理学杨莉神经系统功能二.ppt

第四节第四节 CNS的感觉分析功能感觉的产生感觉的产生内、外环境的变化内、外环境的变化内外感受器（内外感受器（一般或特殊感受器一般或特殊感受器）感觉传导通路感觉传导通路丘脑丘脑大脑皮层大脑皮层特定的感觉特定的感觉相应的反射相应的反射一、躯体感觉的中枢分析一、躯体感觉的中枢分析 脊髓与脑干感觉传入通路脊髓与脑干感觉传入通路（图）躯体感觉（躯体感觉（一般感觉）一般感觉）：深感觉和浅感觉：深感觉和浅感觉传导一般感觉，共三级神经元参与传送传导一般感觉，共三级神经元参与传送浅感觉：痛、温觉和轻触压觉浅感觉：痛、温觉和轻触压觉深感觉：深部压觉、肌肉本体觉（运动觉）深感觉：深部压觉、肌肉本体觉（运动觉）和辨别觉和辨别觉BACK特点特点浅感觉：浅感觉：先交叉再上行；先交叉再上行；深感觉：深感觉：先上行（延髓）再交叉先上行（延髓）再交叉。触压觉、肌肉本体感觉：触压觉、肌肉本体感觉：A类纤维。类纤维。温度觉、痛觉和触压觉：温度觉、痛觉和触压觉：A类纤维。类纤维。温度觉、痛觉和触压觉：温度觉、痛觉和触压觉：C类纤维。类纤维。皮肤内感觉感受器皮肤内感觉感受器感觉信号上传途径感觉信号上传途径脊髓丘脑侧束脊髓丘脑侧束浅感觉：痛觉、温度觉浅感觉：痛觉、温度觉脊髓丘脑前束脊髓丘脑前束深感觉：本体感觉、触压觉深感觉：本体感觉、触压觉后索及内侧丘系后索及内侧丘系精细触觉、肌肉本体感觉精细触觉、肌肉本体感觉问题：脊髓损伤后的感觉障碍：A、脊髓半横切？B、脊髓空洞症？2 2、丘脑的核团、丘脑的核团分类：分类：A A、感觉接替核、感觉接替核：后外侧腹核：后外侧腹核：躯干、四肢感觉躯干、四肢感觉脊髓丘脑束浅）、脊髓丘脑束浅）、内侧丘系（深）内侧丘系（深）后外侧腹核后外侧腹核 中央中央后回后回 后内侧腹核：后内侧腹核：头面部感觉头面部感觉三叉丘系三叉丘系后内侧腹核后内侧腹核中央后回中央后回 内侧膝状体：内侧膝状体：耳蜗耳蜗听神经听神经内侧膝状体内侧膝状体听皮层听皮层 外侧膝状体：外侧膝状体：视网膜视网膜视神经视神经外侧膝状体外侧膝状体视皮层视皮层B B、联络核、联络核 丘脑前核：丘脑前核：下丘脑乳头体下丘脑乳头体丘脑前核丘脑前核扣带回（内脏感觉与调节）扣带回（内脏感觉与调节）丘脑外侧核丘脑外侧核小脑、苍白球、丘脑后腹核小脑、苍白球、丘脑后腹核丘脑外侧腹核丘脑外侧腹核皮层皮层运动区（调节肌肉运动）运动区（调节肌肉运动）丘脑枕：丘脑枕：内、外侧膝状体内、外侧膝状体丘脑枕丘脑枕顶、枕、颞叶中间联顶、枕、颞叶中间联络区（各种感觉联系）络区（各种感觉联系）丘脑内侧核：丘脑内侧核：C C、中线核群（髓板内核群）、中线核群（髓板内核群）包括：板内核、中央中核、束旁核、包括：板内核、中央中核、束旁核、网状核和腹前核等网状核和腹前核等通过多突触接替，弥漫大脑皮层广泛区域通过多突触接替，弥漫大脑皮层广泛区域 3 3、丘脑的感觉投射系统丘脑的感觉投射系统Thalamic Sensory Projection SystemA A、特异性投射系统、特异性投射系统（specific projection systemspecific projection system）概念概念n总结对听众的要求n总结您要进行的工作特点：特点：点对点的投射关系；点对点的投射关系；与皮层第与皮层第细胞形成突触；细胞形成突触；倒置分布；倒置分布；投射面积与外周感受野有关。投射面积与外周感受野有关。功功 能能产生特定感觉；产生特定感觉；激发皮层发出冲动，引发相应的反应。激发皮层发出冲动，引发相应的反应。（骨骼肌活动、内脏反应和情绪反应）。（骨骼肌活动、内脏反应和情绪反应）。B B、非特异性投射系统、非特异性投射系统 non-specific projection systemnon-specific projection system 概念：概念：功能：功能：改变大脑皮层兴奋状态，维持觉醒。改变大脑皮层兴奋状态，维持觉醒。（兴奋的背景）（兴奋的背景）实验依据实验依据A A、刺激猫脑干网状结构，引起唤醒作用；、刺激猫脑干网状结构，引起唤醒作用；B B、中断中脑头端网状结构，引起昏睡；、中断中脑头端网状结构，引起昏睡；C C、巴比妥类安眠药作用。、巴比妥类安眠药作用。脑干结构上行激动系统脑干结构上行激动系统ascending reticular activating systemascending reticular activating system两大投射系统的比较两大投射系统的比较特异性投射系统特异性投射系统非特异性投射系统非特异性投射系统中继核中继核 感觉接替核感觉接替核(主主)联络核（次）联络核（次）中线核群中线核群（髓板内核群）（髓板内核群）传导路径传导路径固有特异的固有特异的无特异的无特异的换元次数换元次数35次次5次以上（可达几十次）次以上（可达几十次）投射特点投射特点点对点点对点弥散广泛弥散广泛(大脑皮层各层大脑皮层各层)突触类型突触类型轴轴-体型体型轴轴-树型树型功能功能 产生特定感觉产生特定感觉 引发相应反应引发相应反应提高大脑皮层兴奋性提高大脑皮层兴奋性维持皮层兴奋一定背景维持皮层兴奋一定背景 大脑皮层的感觉代表区大脑皮层的感觉代表区 大脑皮层是感觉的最高中枢，大脑皮层是感觉的最高中枢，其功能定位即为感觉代表区。其功能定位即为感觉代表区。1、结构特点、结构特点1、神经元数量多，联系复杂；、神经元数量多，联系复杂；2、皮层分、皮层分6层；层；3、大脑皮层功能单位、大脑皮层功能单位“功能柱功能柱”（由（由6层细胞纵行排列而成）层细胞纵行排列而成）感觉柱：主要在中央后回。感觉柱：主要在中央后回。运动柱：主要在中央前回。运动柱：主要在中央前回。细胞以纵向的柱状排列构成细胞以纵向的柱状排列构成感觉皮层的最基本功能单位。感觉皮层的最基本功能单位。传入传入第四层；第四层；传出传出第三、五、六层；抑第三、五、六层；抑制周围制周围第三层。第三层。5/2/2024242、皮层分区：皮层分区：A、Brodmann分区：分区：52区（区（1909年）；年）；B、功能法分区：、功能法分区：感觉区、运动区、联络区等感觉区、运动区、联络区等3、大脑皮层典型功能代表区：、大脑皮层典型功能代表区：方法：诱发电位测定法方法：诱发电位测定法5/2/202429大脑皮层大脑皮层体感诱发电位体感诱发电位5/2/202430正常人脑干听觉诱发电位正常人脑干听觉诱发电位第一体表感觉区第一体表感觉区:中央后回（中央后回（31-2区）区）特特点点交叉投射，但头部是双侧的交叉投射，但头部是双侧的倒置投射，但头部是正立的倒置投射，但头部是正立的投射范围与外周感受器的灵投射范围与外周感受器的灵敏成正比关系（有利进行精确敏成正比关系（有利进行精确的感觉分析）的感觉分析）对感觉有精细的分析功能，对感觉有精细的分析功能，能定位。能定位。第二体表感觉区：第二体表感觉区：中央前回与岛叶之间中央前回与岛叶之间特特点点1.双侧投射；正立投射；双侧投射；正立投射；2.对感觉仅有粗略的分析，不能定位对感觉仅有粗略的分析，不能定位 本体感觉代表区本体感觉代表区中央前回（中央前回（4区）区）躯体感觉躯体感觉躯体各种感受器躯体各种感受器机械感受器肌梭高尔基腱器官皮肤机械感受器1、触触-压觉压觉（touch-pressure）感受器点状分布，四肢、尤其是手指较敏感；感受器点状分布，四肢、尤其是手指较敏感；通过后索与内侧丘系、前外侧系两条通路上行；通过后索与内侧丘系、前外侧系两条通路上行；触觉与压觉为不同类型感觉，前者为精细感觉。触觉与压觉为不同类型感觉，前者为精细感觉。2、肌肉本体感觉肌肉本体感觉 本体感觉（深部感觉）：本体感觉（深部感觉）：包括位置觉和运动觉；包括位置觉和运动觉；感受器大部分为肌梭，部分为关节及其周围感受器大部分为肌梭，部分为关节及其周围的感受器，以及触压觉感受器；的感受器，以及触压觉感受器；来自这些感受器的信息传入，在大脑进行综合，来自这些感受器的信息传入，在大脑进行综合，对躯体的空间位置形成一个清晰的图象，从而对躯体的空间位置形成一个清晰的图象，从而感知躯体的空间位置、姿势、运动状态和方向感知躯体的空间位置、姿势、运动状态和方向3、温度觉温度觉n温度觉包括冷、热觉，属浅感觉；温度觉包括冷、热觉，属浅感觉；n感受器呈点状分布，不均，冷感受器感受器呈点状分布，不均，冷感受器多于温感受器；多于温感受器；4、痛觉痛觉概概 述述 痛的概念：痛的概念：痛觉痛觉 pain（伤害感受）（伤害感受）nociception 伤害刺激引起的不愉快的感觉体验，常伤害刺激引起的不愉快的感觉体验，常伴有情绪反应、植物神经反应和防御反应伴有情绪反应、植物神经反应和防御反应。意义意义保护性反应保护性反应 伤害感受器伤害感受器（nociceptor）本质：游离神经末梢本质：游离神经末梢特性：无适宜刺激特性：无适宜刺激 痛觉分类：痛觉分类：按按性性质质快痛快痛慢痛慢痛按按部部位位 浅表痛浅表痛（皮肤和粘膜）（皮肤和粘膜）深部痛深部痛（关节、内脏等）（关节、内脏等）快快 痛痛产生快，消失快；产生快，消失快；定位精确、感觉鲜明定位精确、感觉鲜明（主要投射到（主要投射到S1、S2区）区）主由主由A 传导。传导。慢慢 痛痛产生和消失慢；产生和消失慢；定位不明确、感觉不鲜明定位不明确、感觉不鲜明（主要投射到扣带回）（主要投射到扣带回）主由主由C类纤维传导类纤维传导常伴有情绪和心血管、常伴有情绪和心血管、呼吸等内脏功能变化呼吸等内脏功能变化痛觉产生机制痛觉产生机制1、致痛物质、致痛物质2、痛的调节痛的调节3、痛觉上传通路痛觉上传通路致痛物质激活伤害感受器示意图致痛物质激活伤害感受器示意图痛觉产生机制痛觉产生机制1、致痛物质致痛物质2、痛的调节、痛的调节3、痛觉上传通路痛觉上传通路痛的外周调制痛的外周调制痛痛的的中中枢枢调调制制痛痛信信号号下下行行性性调调制制突突触触前前抑抑制制痛觉产生机制痛觉产生机制1、致痛物质致痛物质2、痛的调节、痛的调节3、痛觉上传通路、痛觉上传通路传导痛觉的外周神经纤维及在脊髓上行示意图传导痛觉的外周神经纤维及在脊髓上行示意图痛觉信号上行途径痛觉信号上行途径二、内脏感觉的中枢分析二、内脏感觉的中枢分析 内脏感觉（内脏感觉（visceral sensation）感受器分布较少感受器分布较少（如温度觉和触压觉）（如温度觉和触压觉）无本体感受器痛觉无本体感受器痛觉主要存在痛觉感受器主要存在痛觉感受器皮层代表区皮层代表区n第一、二体表感觉区第一、二体表感觉区n运动辅助区运动辅助区n边缘系统皮层边缘系统皮层 内脏感觉内脏感觉n主要为痛觉（内脏痛觉）主要为痛觉（内脏痛觉）n体腔壁浆膜痛觉由躯体神体腔壁浆膜痛觉由躯体神经传入经传入1、内脏痛、内脏痛（visceral pain）特特点点 属于慢痛属于慢痛（缓慢、持久、定位不精确、对刺激分辩力差）（缓慢、持久、定位不精确、对刺激分辩力差）对切割、烧灼等致皮肤痛不敏感，但对切割、烧灼等致皮肤痛不敏感，但 对牵拉、缺血、痉挛等刺激激敏感；对牵拉、缺血、痉挛等刺激激敏感；常伴有不安、甚至恐惧感；常伴有不安、甚至恐惧感；常伴有牵涉痛。常伴有牵涉痛。2、牵涉痛、牵涉痛（referred pain）概念概念 常见的牵涉部位常见的牵涉部位内脏病变时引起体表牵涉痛示意图内脏病变时引起体表牵涉痛示意图 牵涉痛意义牵涉痛意义 牵涉痛产生机制牵涉痛产生机制：会聚学说会聚学说(convergence theory)易化学说易化学说(facilitation theory)三、特殊感觉的中枢分析三、特殊感觉的中枢分析n特殊感觉特殊感觉q视觉视觉q听觉听觉q平衡觉平衡觉q嗅觉嗅觉q味觉味觉1、视觉、视觉 传入路径传入路径2、视觉代表区、视觉代表区 枕叶内侧、距状裂上、下缘枕叶内侧、距状裂上、下缘枕叶枕叶 感受野感受野(视网膜视网膜)左侧左侧左眼颞侧左眼颞侧右眼鼻侧右眼鼻侧 右眼颞侧右眼颞侧 左眼鼻侧左眼鼻侧距状裂距状裂 感受野感受野上缘上缘 上半视网膜上半视网膜下缘下缘 下半视网膜下半视网膜后部后部 黄斑部黄斑部前部前部 周边部周边部右侧右侧 听觉及其代表区听觉及其代表区:双侧性双侧性颞上回、颞横回（颞上回、颞横回（41、42区）区）5/2/202467第五节第五节 脑的电活动与觉醒脑的电活动与觉醒睡眠周期睡眠周期Electric Activity of Brain WakingSleep Cycle5/2/202468一、脑电活动一、脑电活动n自发脑电活动自发脑电活动n诱发脑电活动诱发脑电活动5/2/202469 皮层诱发电位皮层诱发电位 evoked cortical potential,EP1、概念、概念 刺激感觉传入系统刺激感觉传入系统皮层表面记录脑电变化皮层表面记录脑电变化5/2/2024702、种类、种类听觉诱发电位听觉诱发电位视觉诱发电位视觉诱发电位体感诱发电位体感诱发电位5/2/202471大脑皮层大脑皮层体感诱发电位体感诱发电位5/2/202472正常人脑干听觉诱发电位正常人脑干听觉诱发电位5/2/2024735/2/2024745/2/2024753、主要成分、主要成分主主 反反 应应、次反应和后次反应和后 发发 放放特性特性有一定的潜伏期；有一定的潜伏期；有一定的皮层空间分布；有一定的皮层空间分布；各种诱发电位的型式不同各种诱发电位的型式不同 （波型不同）。（波型不同）。5/2/202476、脑电图、脑电图electroencephalogram，EEG脑电图脑电图皮层脑电图皮层脑电图5/2/202477EEG记录电极分布示意图记录电极分布示意图5/2/2024785/2/202479Computer-Processed EEGFourier Spectral AnalysisEEGSpectrumLightLensPrismAnalyzer5/2/2024808通道记录通道记录EEG5/2/2024815/2/202482Hartikainen,K.Dissertation,U.Tampere,Ser A,Vol.498,1996EEG Amplitude Patterns Describe Synaptic ActivityAwakeDrowsyLight sleepDeep sleepBurst-suppressionElectrocortical silence5/2/202483觉醒觉醒EEGa波波5/2/202484 EEG的基本波形的基本波形：1、波：波：8-13Hz，20-100微伏微伏2、波：波：14-30Hz，5-20微伏微伏3、波：波：0.5-3Hz，20-200微伏微伏4、波：波：4-7Hz，100-150微伏微伏5/2/202485 EEG形成机制形成机制：1、EEG是皮层大量神经元突触后电位总和是皮层大量神经元突触后电位总和 而形成的场电位；而形成的场电位；2、丘脑非特异性的投射系统是脑电活动形成、丘脑非特异性的投射系统是脑电活动形成 的基础。的基础。5/2/2024865/2/2024875/2/202488兴奋性突触兴奋性突触抑制性突触抑制性突触细胞内记录细胞内记录细胞内记录细胞内记录细胞外记录细胞外记录细胞外记录细胞外记录皮层内场电位记录皮层内场电位记录5/2/2024895/2/202490二、觉醒与睡眠二、觉醒与睡眠 (wakefulness and sleep)重要的昼夜生物节律重要的昼夜生物节律觉醒觉醒：1、觉醒反应：脑电觉醒脑电觉醒：行为觉醒行为觉醒：5/2/2024912、觉醒维持的机制、觉醒维持的机制脑电觉醒脑电觉醒脑干网状结构（脑干网状结构（Ach）中脑蓝斑（中脑蓝斑（NA）行为觉醒行为觉醒中脑黑质（中脑黑质（DA）5/2/2024925/2/202493脑干上行脑干上行Ach激活系统激活系统5/2/202494 睡眠睡眠（Sleep）概概 述述人人类类一一生生中中三三分分之之一一时时间间在在睡睡眠眠中中度度过过睡睡眠眠是是一一种种昼昼夜夜节节律律生生物物现现象象睡睡眠眠是是一一种种行行为为和和意意识识受受抑抑制制的的状状态态睡睡眠眠出出现现做做梦梦等等脑脑活活动动现现象象5/2/2024955/2/2024961、睡眠的定义：、睡眠的定义：是对环境的认知及起反应能力丧失的一种复杂的、是对环境的认知及起反应能力丧失的一种复杂的、可逆的、可逆的、周期性的生理和行为过程。周期性的生理和行为过程。剥夺睡眠将出现剥夺睡眠将出现：免疫力免疫力 情绪变化，易激惹情绪变化，易激惹 注意力注意力，运动技巧能力，运动技巧能力5/2/202497睡眠生理功能变化的监测睡眠生理功能变化的监测5/2/202498异相睡眠异相睡眠深度睡眠深度睡眠轻度睡眠轻度睡眠睡眠状态睡眠状态放松状态放松状态警觉状态警觉状态不同状态时不同状态时EEG波形波形5/2/202499Sleep Stages During a Night5/2/20241005/2/20241015/2/2024102Cerebral Metabolic RateSleep Academic Award 103睡眠时脑代谢变化情况睡眠时脑代谢变化情况(左左:觉醒状态觉醒状态,右右:REM睡眠睡眠)5/2/20241042、睡眠两种时相及其生物学意义、睡眠两种时相及其生物学意义 慢波睡眠慢波睡眠 slow wave sleep，SWS快波睡眠快波睡眠 fast wave sleep，FWS5/2/2024105 慢慢 波波 睡睡 眠眠 SWS表表现现及及特特征征 EEG呈示为慢波呈示为慢波同步化睡眠同步化睡眠（synchronize sleep）骨骼肌反射活动及肌张力减弱，无肌肉活动骨骼肌反射活动及肌张力减弱，无肌肉活动,眼球眼球无快速运动，故又称无快速运动，故又称非快眼动睡眠非快眼动睡眠（non-rapid eye movement sleep，NREM）感觉功能减退，唤醒阈增高；感觉功能减退，唤醒阈增高；内脏活动大都降低，但稳定；内脏活动大都降低，但稳定做梦者少；做梦者少；生长激素分泌增加。生长激素分泌增加。5/2/2024106体力恢复体力恢复.生物学意义生物学意义机体生长，机体生长，能量贮存；能量贮存；5/2/2024107快快 波波 睡睡 眠眠 FWS表表现现及及特特征征 EEG呈示为快波呈示为快波又称又称去同步化睡眠去同步化睡眠（desynchronize sleep），或），或异相睡眠异相睡眠,出现海马出现海马节律节律(紧张成分紧张成分);(位相成分位相成分)骨骼肌肌张力进一步减弱，出现肌肉驰缓骨骼肌肌张力进一步减弱，出现肌肉驰缓(紧张成分紧张成分);（但可出现阵发性肌肉抽搐（但可出现阵发性肌肉抽搐,并出现眼肌并出现眼肌,耳肌和舌肌活动耳肌和舌肌活动,眼球快速运动）。眼球快速运动）。又又称快眼动睡眠称快眼动睡眠(rapid eye movement sleep，REM）;包括紧张性和位相性两成分包括紧张性和位相性两成分5/2/2024108 感觉功能进一步减退，唤醒阈更高；感觉功能进一步减退，唤醒阈更高；脑代射增加脑代射增加,脑温升高脑温升高(紧张成分紧张成分);但体温可出现但体温可出现变化变化(降低降低).内脏活动进一步降低内脏活动进一步降低.心血管和呼吸系统活动不稳定。心血管和呼吸系统活动不稳定。因可出现阵发性呼吸急促，血压增高因可出现阵发性呼吸急促，血压增高,生殖器充血。生殖器充血。(心绞痛心绞痛,哮喘等发病多在此期哮喘等发病多在此期).做梦；做梦；5/2/2024109动物研究表明动物研究表明:蛋白质合成增加，新突触形成蛋白质合成增加，新突触形成生物学意义生物学意义儿童神经系统儿童神经系统(特别是脑特别是脑)的发育的发育;学习记忆有关学习记忆有关;精力恢复与情绪稳定精力恢复与情绪稳定.5/2/2024110主动过程：主动过程：CNS某些脑区发动，上行抑制系统发动某些脑区发动，上行抑制系统发动 睡眠发生机制睡眠发生机制?参与的神经递质：参与的神经递质：5-HT（SWS，FWS）、）、NA（FWS）Ach、GABA5/2/2024111NREMNREMREM/WREM/W觉醒：觉醒：皮层皮层-ACh蓝斑蓝斑/中缝核中缝核(+)(+)NE,5-HTREM：皮层：皮层-ACh蓝斑蓝斑/中缝核中缝核(-)(-)NE,5-HT感觉输入感觉输入NREMNREM皮层皮层-GABA丘脑丘脑睡眠所涉及的睡眠所涉及的神经递质神经递质5/2/20241121、脑干诱发睡眠区（、脑干诱发睡眠区（Sleep-inducing area)中缝核中缝核(raphe nuclei)孤束核孤束核(Nucleus of solitary tract)兰斑兰斑(Locus coeruleus)2、视交叉上核（、视交叉上核（SCN)作为昼夜节律的生物钟作为昼夜节律的生物钟3、睡眠过程受中枢单胺类递质和、睡眠过程受中枢单胺类递质和Ach的控制的控制 4、肽类物质参与对睡眠、肽类物质参与对睡眠觉醒节律的调节觉醒节律的调节 5/2/2024113与睡眠发生有关的中枢结构与睡眠发生有关的中枢结构5/2/2024114猫脑干横切引起睡眠时相变化猫脑干横切引起睡眠时相变化脑桥尾侧脑桥尾侧巨细胞核巨细胞核蓝斑蓝斑脑桥嘴侧脑桥嘴侧A和和B处横切处横切:嘴侧嘴侧醒醒/NREM尾侧尾侧REMC处横切处横切:嘴侧嘴侧均存在均存在尾侧尾侧无无REM5/2/20241155/2/2024116睡眠引起肌肉松驰机制睡眠引起肌肉松驰机制5/2/2024117第五节第五节 脑的电活动与觉醒脑的电活动与觉醒睡眠周期睡眠周期Electric Activity of Brain WakingSleep Cycle5/2/2024118一、脑电活动一、脑电活动n自发脑电活动自发脑电活动n诱发脑电活动诱发脑电活动5/2/2024119 皮层诱发电位皮层诱发电位 evoked cortical potential,EP1、概念、概念 刺激感觉传入系统刺激感觉传入系统皮层表面记录脑电变化皮层表面记录脑电变化5/2/20241202、种类、种类听觉诱发电位听觉诱发电位视觉诱发电位视觉诱发电位体感诱发电位体感诱发电位5/2/2024121大脑皮层大脑皮层体感诱发电位体感诱发电位5/2/2024122正常人脑干听觉诱发电位正常人脑干听觉诱发电位5/2/20241235/2/20241245/2/20241253、主要成分、主要成分主主 反反 应应、次反应和后次反应和后 发发 放放特性特性有一定的潜伏期；有一定的潜伏期；有一定的皮层空间分布；有一定的皮层空间分布；各种诱发电位的型式不同各种诱发电位的型式不同 （波型不同）。（波型不同）。5/2/2024126、脑电图、脑电图electroencephalogram，EEG脑电图脑电图皮层脑电图皮层脑电图5/2/2024127EEG记录电极分布示意图记录电极分布示意图5/2/20241285/2/2024129Computer-Processed EEGFourier Spectral AnalysisEEGSpectrumLightLensPrismAnalyzer5/2/20241308通道记录通道记录EEG5/2/20241315/2/2024132Hartikainen,K.Dissertation,U.Tampere,Ser A,Vol.498,1996EEG Amplitude Patterns Describe Synaptic ActivityAwakeDrowsyLight sleepDeep sleepBurst-suppressionElectrocortical silence5/2/2024133觉醒觉醒EEGa波波5/2/2024134 EEG的基本波形的基本波形：1、波：波：8-13Hz，20-100微伏微伏2、波：波：14-30Hz，5-20微伏微伏3、波：波：0.5-3Hz，20-200微伏微伏4、波：波：4-7Hz，100-150微伏微伏5/2/2024135 EEG形成机制形成机制：1、EEG是皮层大量神经元突触后电位总和是皮层大量神经元突触后电位总和 而形成的场电位；而形成的场电位；2、丘脑非特异性的投射系统是脑电活动形成、丘脑非特异性的投射系统是脑电活动形成 的基础。的基础。5/2/20241365/2/20241375/2/2024138兴奋性突触兴奋性突触抑制性突触抑制性突触细胞内记录细胞内记录细胞内记录细胞内记录细胞外记录细胞外记录细胞外记录细胞外记录皮层内场电位记录皮层内场电位记录5/2/20241395/2/2024140二、觉醒与睡眠二、觉醒与睡眠 (wakefulness and sleep)重要的昼夜生物节律重要的昼夜生物节律觉醒觉醒：1、觉醒反应：脑电觉醒脑电觉醒：行为觉醒行为觉醒：5/2/20241412、觉醒维持的机制、觉醒维持的机制脑电觉醒脑电觉醒脑干网状结构（脑干网状结构（Ach）中脑蓝斑（中脑蓝斑（NA）行为觉醒行为觉醒中脑黑质（中脑黑质（DA）5/2/20241425/2/2024143脑干上行脑干上行Ach激活系统激活系统5/2/2024144 睡眠睡眠（Sleep）概概 述述人人类类一一生生中中三三分分之之一一时时间间在在睡睡眠眠中中度度过过睡睡眠眠是是一一种种昼昼夜夜节节律律生生物物现现象象睡睡眠眠是是一一种种行行为为和和意意识识受受抑抑制制的的状状态态睡睡眠眠出出现现做做梦梦等等脑脑活活动动现现象象5/2/20241455/2/20241461、睡眠的定义：、睡眠的定义：是对环境的认知及起反应能力丧失的一种复杂的、是对环境的认知及起反应能力丧失的一种复杂的、可逆的、可逆的、周期性的生理和行为过程。周期性的生理和行为过程。剥夺睡眠将出现剥夺睡眠将出现：免疫力免疫力 情绪变化，易激惹情绪变化，易激惹 注意力注意力，运动技巧能力，运动技巧能力5/2/2024147睡眠生理功能变化的监测睡眠生理功能变化的监测5/2/2024148异相睡眠异相睡眠深度睡眠深度睡眠轻度睡眠轻度睡眠睡眠状态睡眠状态放松状态放松状态警觉状态警觉状态不同状态时不同状态时EEG波形波形5/2/2024149Sleep Stages During a Night5/2/20241505/2/20241515/2/2024152Cerebral Metabolic RateSleep Academic Award 153睡眠时脑代谢变化情况睡眠时脑代谢变化情况(左左:觉醒状态觉醒状态,右右:REM睡眠睡眠)5/2/20241542、睡眠两种时相及其生物学意义、睡眠两种时相及其生物学意义 慢波睡眠慢波睡眠 slow wave sleep，SWS快波睡眠快波睡眠 fast wave sleep，FWS5/2/2024155 慢慢 波波 睡睡 眠眠 SWS表表现现及及特特征征 EEG呈示为慢波呈示为慢波同步化睡眠同步化睡眠（synchronize sleep）骨骼肌反射活动及肌张力减弱，无肌肉活动骨骼肌反射活动及肌张力减弱，无肌肉活动,眼球眼球无快速运动，故又称无快速运动，故又称非快眼动睡眠非快眼动睡眠（non-rapid eye movement sleep，NREM）感觉功能减退，唤醒阈增高；感觉功能减退，唤醒阈增高；内脏活动大都降低，但稳定；内脏活动大都降低，但稳定；做梦者少；做梦者少；生长激素分泌增加。生长激素分泌增加。5/2/2024156体力恢复体力恢复.生物学意义生物学意义机体生长，机体生长，能量贮存；能量贮存；5/2/2024157快快 波波 睡睡 眠眠 FWS表表现现及及特特征征 EEG呈示为快波呈示为快波又称又称去同步化睡眠去同步化睡眠（desynchronize sleep），或），或异相睡眠异相睡眠,出现海马出现海马节律节律(紧张成分紧张成分);(位相成分位相成分)骨骼肌肌张力进一步减弱，出现肌肉驰缓骨骼肌肌张力进一步减弱，出现肌肉驰缓(紧张成分紧张成分);（但可出现阵发性肌肉抽搐（但可出现阵发性肌肉抽搐,并出现眼肌并出现眼肌,耳肌和舌肌活动耳肌和舌肌活动,眼球快速运动）。眼球快速运动）。又又称快眼动睡眠称快眼动睡眠(rapid eye movement sleep，REM）;包括紧张性和位相性两成分包括紧张性和位相性两成分5/2/2024158 感觉功能进一步减退，唤醒阈更高；感觉功能进一步减退，唤醒阈更高；脑代射增加脑代射增加,脑温升高脑温升高(紧张成分紧张成分);但体温可出现但体温可出现变化变化(降低降低).内脏活动进一步降低内脏活动进一步降低.心血管和呼吸系统活动不稳心血管和呼吸系统活动不稳定。定。因可出现阵发性呼吸急促，血压增高因可出现阵发性呼吸急促，血压增高,生殖器充血。生殖器充血。(心绞痛心绞痛,哮喘等发病多在此期哮喘等发病多在此期)做梦；做梦；5/2/2024159动物研究表明动物研究表明:蛋白质合成增加，新突触形成蛋白质合成增加，新突触形成生物学意义生物学意义儿童神经系统儿童神经系统(特别是脑特别是脑)的发育的发育;学习记忆有关学习记忆有关;精力恢复与情绪稳定精力恢复与情绪稳定.5/2/2024160主动过程：主动过程：CNS某些脑区发动，上行抑制系统发动某些脑区发动，上行抑制系统发动 睡眠发生机制睡眠发生机制?参与的神经递质：参与的神经递质：5-HT（SWS，FWS）、）、NA（FWS）Ach、GABA5/2/2024161NREMNREMREM/WREM/W觉醒：觉醒：皮层皮层-ACh蓝斑蓝斑/中缝核中缝核(+))NE,5-HTREM：皮层：皮层-ACh蓝斑蓝斑/中缝核中缝核(-)(-)NE,5-HT感觉输入感觉输入NREMNREM皮层皮层-GABA丘脑丘脑睡眠所涉及的睡眠所涉及的神经递质神经递质5/2/20241621、脑干诱发睡眠区（、脑干诱发睡眠区（Sleep-inducing area)中缝核中缝核(raphe nuclei)孤束核孤束核(Nucleus of solitary tract)兰斑兰斑(Locus coeruleus)2、视交叉上核（、视交叉上核（SCN)作为昼夜节律的生物钟作为昼夜节律的生物钟3、睡眠过程受中枢单胺类递质和、睡眠过程受中枢单胺类递质和Ach的控制的控制 4、肽类物质参与对睡眠、肽类物质参与对睡眠觉醒节律的调节觉醒节律的调节 5/2/2024163与睡眠发生有关的中枢结构与睡眠发生有关的中枢结构5/2/2024164猫脑干横切引起睡眠时相变化猫脑干横切引起睡眠时相变化脑桥尾侧脑桥尾侧巨细胞核巨细胞核蓝斑蓝斑脑桥嘴侧脑桥嘴侧A和和B处横切处横切:嘴侧嘴侧醒醒/NREM尾侧尾侧REMC处横切处横切:嘴侧嘴侧均存在均存在尾侧尾侧无无REM5/2/20241655/2/2024166睡眠引起肌肉松驰机制睡眠引起肌肉松驰机制