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睡眠与觉醒的动力学
1.昼夜节律调节：
-昼夜节律是由人体内在的生物钟控制的，位于下丘脑的视交叉上核（SCN）负责产生并维持大约24小时的生理周期，调控觉醒和睡眠的节奏。
2.神经递质系统：
-在觉醒状态下，神经递质如去甲肾上腺素、乙酰胆碱和多巴胺通常较为活跃，这些物质有助于保持警觉、注意力集中和认知功能。
-而在睡眠过程中，其他神经递质如γ-氨基丁酸（GABA）的作用增强，它具有抑制神经元活性的作用，从而促使身体放松并进入睡眠状态；同时，褪黑素的分泌也随着夜晚的到来而增加，帮助诱导和维持睡眠。
3.睡眠结构与神经动力学：
-睡眠可以分为不同的阶段，包括非快速眼动期（NREM）和快速眼动期（REM），这两个阶段在夜间周期性交替出现。
不同阶段的转换涉及到脑电图（EEG）模式、肌电图（EMG）和眼球运动等生理指标的显著变化。
-NREM睡眠包含浅睡、深睡（慢波睡眠，SWS）阶段，此时脑电波呈现慢波活动，被认为是大脑巩固记忆和修复的重要时期。
-REM睡眠期间脑电图显示类似于清醒状态的快波活动，但肌肉张力几乎完全丧失，此时梦的产生最为频繁。
4.突触可塑性与睡眠需求：
-研究还表明，突触可塑性的变化可能与睡眠需求有关。
在觉醒时，神经元活动和突触强度不断调整，这可能导致代谢产物积累和能量消耗，睡眠可能作为清除这些代谢副产品、稳定突触效能和整合新学习信息的一种方式。
睡眠与觉醒的生理学睡眠和觉醒是我们日常生活中不可或缺的两个部分。
通过睡眠，我们可以恢复体力、巩固记忆、调节情绪，并保持良好的身体健康。
而觉醒则是我们的意识状态，让我们能够与外界进行交互和感知。
本文将探讨睡眠和觉醒的生理学机制以及它们在我们身体中起到的重要作用。
一、睡眠的生理学机制睡眠是由复杂的神经活动过程组成的，受到多种生理和环境因素的影响。
我们的大脑有一个内部的生物钟，被称为“睡眠-觉醒调节系统”，它调控着我们的睡眠和觉醒周期。
这个系统受到许多因素的影响，包括光线、温度、社交互动等等。
在睡眠的过程中，我们经历了不同的睡眠阶段，包括快速眼动睡眠（REM）和非快速眼动睡眠（NREM）。
这两种睡眠阶段交替出现，构成了一个睡眠周期。
在NREM阶段，我们的脑电图呈现出较慢的波动，身体逐渐放松。
而在REM阶段，我们的大脑活动变得更加活跃，呼吸加快，心率增加。
这个周期的重复出现，使我们能够得到充足的睡眠。
睡眠对我们的身体和大脑功能有着重要的影响。
在睡眠过程中，我们的身体进行修复和恢复，蛋白质、荷尔蒙的合成以及免疫系统的功能调节等都在睡眠中进行。
此外，睡眠对于大脑功能的巩固和记忆增强也起着至关重要的作用。
二、觉醒的生理学机制觉醒是指我们清醒、有意识地与外界交互和感知。
觉醒状态下，我们的大脑处于一种高度活跃的状态，快速处理和分析来自外界的信息。
大脑皮层是觉醒过程中最活跃的区域之一。
它接收和处理来自感觉器官的信息，并参与思考、决策以及产生行为。
觉醒状态还涉及到多个神经递质的调控，例如多巴胺、去甲肾上腺素和乙酰胆碱等。
觉醒的过程是一个复杂的调控过程，受到多种内外环境因素的影响。
昼夜节律是其中一个重要因素。
当我们的生物钟感知到白天的光线时，它会抑制褪黑激素的分泌，促使我们保持觉醒状态。
相反，当黑暗降临时，生物钟会促进褪黑激素的分泌，使我们更容易入睡。
三、睡眠与觉醒的重要作用睡眠和觉醒对于我们的身体健康和大脑功能发挥着重要的作用。
第六章睡眠与觉醒的生理基础从生理学的角度来看,睡眠是一种本能,它具有相对独立于环境的节律第一节睡眠类型与睡眠周期α波和β波α波幅稍高也稍慢,每秒8-13次β是低幅快波,每秒13次以上1,睡眠类型1>慢波睡眠大脑入睡后的睡眠大都属于慢波睡眠慢波睡眠的特点是,从入睡开始,随着睡眠加深而出现脑电波频率逐渐减慢,电压逐渐增高,脑电图波的四个阶段共持续30-45分钟以上,然后,脑电波又按相反的顺序经过同样长的时间由第四阶段反悔到第一阶段慢波睡眠1期(入睡期) 个体对外界刺激仍有反应,而且有不少奇异体验,α波消失,有各种频率的低幅脑波而无纺锥波慢波睡眠2期(浅睡期) 个体对外界刺激已无反应,也没有可以回忆的精神活动,表现出典型的12-14Hz的纺锥波与κ的复合波慢波睡眠3期(中睡期) 脑电图上有中等程度高幅δ波,偶有纺锥波的余迹慢波睡眠4期(深睡期) 第三阶段和第四阶段的睡眠仅有量的不同,而没有质的差别2>异相睡眠脑电变化与行为变化相分离,脑电活动类似慢波睡眠的入睡期,以肌张力为代表的行为变化却比深睡期还深,肌张力几乎完全松弛,还伴有快速眼动的现象和脑桥-膝状体-枕叶(PGO)波周期性高幅放电等特殊变化二,睡眠周期慢波睡眠其实是一种全身放松阶段,但躯体运动并不消失,慢波睡眠可能促进集体某些激素的分泌快波睡眠,身体表现为继续放松,然后内部机能却开始活跃,呼吸加快,体温和心率也明显上升,新陈代谢功能明显增加,确保了脑组织蛋白质的合成和消耗物质的补充,使神经系统能发育正常异相睡眠期,睡眠者呈完全松弛状态,甚至肌肉电活动也完全消失,对外部刺激的感觉功能进一步降低,脑电活动为极不规律的低幅快波进入睡眠约90分钟后,体温略有上升,交感神经活动增强,心率加快,血压上升,呼吸加快而不规律,胃肠活动停止,全身肌张力极度降低,因而导致鼾声消退,此时不能调节体温集体的唤醒阈值升高,异相睡眠是睡眠的最深沉的阶段人的每夜睡眠大约由慢波睡眠和异相睡眠交替变换4-6个周期组成,平均每个周期历时80-90分钟,包括20-30分钟的异相睡眠和60分钟的慢波睡眠,上半夜到下半叶每次更替一个周期,异相睡眠的时间都有所增长异相睡眠占全部睡眠百分之25,慢波睡眠2期占睡眠总时间的百分之50,慢波睡眠3 ,4期占百分之20.慢波睡眠占百分之5,慢波睡眠4期和异相睡眠占总睡眠时间的比例决定了睡眠质量入睡后第一次出现的异相睡眠持续时间通常比较短,但在后续各周期中逐渐延长,慢波睡眠的第3,4期在睡眠的前三分之一部分占有优势三,年龄与睡眠的关系新生儿每天花在睡眠上的时间达18小时以上,一直到整个青春期时数都呈稳定下降的趋势,至中年期维持一定水平,老年期再进一步减少,从儿童期到老年期,异相睡眠与慢波睡眠的δ睡眠(慢波睡眠第四期)时间逐渐减少童年期异相睡眠的时间变化与大脑皮层联络纤维的发育与大脑髓鞘发育的时间相平行,异相睡眠对于儿童脑部的发育是至关重要的,类似于体育锻炼对肌肉发育的作用,异相睡眠长短与脑力活动呈平行关系即使是健康人,年纪大了,睡眠质量也会下降第二节,睡眠障碍一与异相睡眠有关的障碍异相睡眠障碍是患者突然从觉醒状态陷入异相睡眠,发作时不伴有动作表现,切事后对梦境体验能够回忆和叙述1,睡眠发作,不可抑制的,时间短暂,醒来后觉得精神很好,在任何场合都可以发生,容易唤醒,醒后容易再次入睡2,猝倒,发作性睡病的另一种表现形式,在强烈的情绪刺激下,发生短暂的肌张力减退和运动抑制,症状在情绪消退或患者被触及后消失,一般持续1-2分钟3,睡眠麻痹,发生于睡眠和觉醒间期,一般在早晨醒来之前或午睡时,多见于青年人,全身不能动,仅呼吸和眼球不受影响,意识清晰,往往伴有焦躁和幻觉,持续数分钟后缓解有时长达数小时,但只要有人推他一下或说话,就立刻恢复清醒状态4,入睡前幻觉觉醒期间对意向睡眠一直机制失败的结果二,与慢波睡眠有关的障碍梦呓,睡行症,夜惊,都出现在慢波睡眠3,4期1,梦呓,睡眠时自言自语,所说内容大多数与白天的活动有关,有时还可以与别人进行简单的对话2,睡行症,多见与夜间睡眠前1/3期间,是一种以刻板动作从睡眠中自行下床行动,然后再回床继续睡眠的怪异现象,次日不能回忆出夜间发生的事情,儿童多于承认,一般随着发育的成熟,睡眠症会自然消失3,夜惊症,可见于任何年轻和任何性别,以3-8岁的儿童最为常见,多在入睡后15-30分钟,慢波睡眠4期出现,哭喊,惊叫,两眼直视或紧闭,手足乱懂,并从床上跳起,天亮后对夜惊无记忆第二节睡眠与觉醒的生理基础睡眠与觉醒状态的发生和维持,是与闹内的网状激活系统及其他脑区域的神经控制有密切的关系,同时也与脑内神经化学递质的动态变化有密切关系1,觉醒与脑干网状结构觉醒状态有行为觉醒和脑电觉醒,前者表现对新异刺激有探究行为,后者则不一定有探究行为觉醒状态的维持与感觉传入有关躯体感觉传入通路中的上行纤维在通过脑干时,发出侧枝与网状结构内的神经元发生突触联系,刺激中脑网状结构能唤醒动物,脑电波呈现去同步化快波,脑干网状结构具有上行唤醒作用,称为脑干网状上行激活系统上行激活系统是非特异性的,因为他是高度聚合和复杂的网络联系脑干网状结构与睡眠,觉醒的发生和交替有关,如各种感觉刺激可以吧已经睡眠的人弄醒二,睡眠的生理基础睡眠是一个主动的过程,慢波睡眠来说,关键性的结构是中缝核,孤束核,视前区异相睡眠是脑桥大细胞区,蓝斑,外侧膝状体1,与慢波睡眠有关的脑结构一般成年人持续觉醒15-16个小时,叫做睡眠剥夺,长期剥夺后,深度睡眠会加深,补偿前阶段的睡眠不足,集体的耗氧量下降,但脑的耗氧量不变,腺垂体分泌生长激素明显增多,慢波睡眠有利于体力回复和促进青少年身体生长慢波睡眠是由中缝核产生的5-羟色胺引起的孤束核位于延髓,是味觉和内脏感觉神经核,孤束核的电发放频率增加,清醒的时候放电较少视前区位于下丘脑视交叉的前部,对慢波睡眠至关重要2,与异相睡眠有关的脑结构异相睡眠中,脑的耗氧量增加,脑血流量增多,脑内蛋白质合成加快,但生长激素分泌减少1>异相睡眠的”开细胞””闭细胞”每一串点发放都伴随眼动和PGO波发放,大脑电活动去同步化,出现低幅快波,脑桥大细胞称为异相睡眠的”开细胞”蓝斑内存在着许多小的去甲肾上腺素能神经元,一旦进入异相睡眠,他们的点发放立即停止或迅速降低,因此将蓝斑中的这种小细胞,称为异相睡眠的”闭细胞”2>控制睡眠周期的相互作用模型蓝斑在觉醒和慢波睡眠时比较活跃,进入异相睡眠时停止,脑桥大细胞区正好相反其他一切核团也参与了异相睡眠调节如具有异相睡眠过程中严冬命令功能的外侧膝状体与肌张力的消失有观点呃延髓网状大细胞核与快速严冬现象同时发生的PGO波。
