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1、脑的节律,张兴梅,南方医科大学 神经生物学教研室,主要内容,脑电图-记录脑节律的经典方法，研究睡眠的必要手段 睡眠-睡眠和觉醒时最明显的节律行为 生理性昼夜节律-几乎所有的生理功能都随日夜交替而发生相应变化,冬眠 迁徙 呼吸节律 行走步伐 睡眠周期 大脑皮层电节律,大脑控制的生物节律,由锥体细胞突触产生的微小电场,单个皮层神经元对脑电的贡献是微不足道的。,同步性活动所产生的巨大的EEG信号,EEG信号的振幅主要取决于电极下面神经元活动的同步性。,EEG节律,高频低幅：警觉和觉醒、做梦 低频高幅：无梦状态下的睡眠和病理的昏迷,不同节律的产生原因不同,同步化节律的产生,起步器引导（如：丘脑）,相互
2、兴奋或抑制,脑节律的功能,假说一：脑把皮层与感觉输入分离的一种方法，如睡眠。 假说二：协调神经系统不同区域之间的活动，如抓篮球。,癫痫(epilepsy),病因不明，包括肿瘤、外伤、代谢障碍、感染和血管性疾病。7%-10%的人至少有过一次发作,反复出现的发作称为癫痫。,癫痫是由多种原因引起的慢性脑功能障碍临床综合征，是大脑神经细胞群反复超同步放电所引起的发作性、突然性、反复性、短暂性脑神经系统功能紊乱。,泛化发作(generalized seizure)；部分发作(partial seizure),可能的发作原因,睡眠,机体对环境的反应性降低，以及与环境的相互作用减弱的一种可以被轻易逆转的状态
3、。,1） 人的一生中1/3时间在睡眠中度过，而其中1/4还处于做梦状态； 2） 昏迷和全身麻醉不能被轻易逆转，因此不属于睡眠。,脑的功能状态,觉醒：上行性网状激活系统 睡眠 快速动眼睡眠(rapid eye movement sleep, REM)或 异相睡眠 “一个瘫痪的躯体中的活跃而又充满幻觉的脑” 非快速动眼睡眠(non-REM sleep) 或 慢波睡眠(slow wave sleep, SWS) “一个可活动的躯体中的空闲的脑”,脑的三种功能状态的特点(重点）,睡眠循环,非REM睡眠：75% REM睡眠：25% 90min/循环,一夜睡眠的各个阶段及EEG节律,睡眠的功能,我们需要睡
4、多久？,我们为什么要睡眠？,醒来时的状态是衡量睡眠质量的最佳指标。,睡眠促进记忆吗？,恢复理论和适应理论 海豚的睡眠，睡眠剥夺,“睡眠-学习法” 毫无根据。,梦,弗洛伊德： 性和攻击幻想的无意识表达方式 Hobson： “激活-合成”理论,睡眠中的行走、讲话和尖叫,梦游症：11岁左右最多见，40%的人曾出现，非REM 睡眠第4期，不易被唤醒，清醒后遗忘。 说梦话：杂乱无章的、毫无意义的。 睡眠恐怖(夜惊）：5-7岁最为常见，年龄增长而消失， 与梦魇不同。,发作性睡病（narcolepsy）,一种奇怪的难于控制的睡眠和觉醒障碍，发病率1/1000-2000，有遗传因素,可能与orexin受体，胆
5、碱能和儿茶酚胺能系统有关。 可出现下列部分或全部症状： 猝倒：突然出现的肌肉瘫痪现象，但意识并不丧失。 睡眠性麻痹：出现于睡眠和觉醒的过渡阶段，“鬼压床”。 睡眠性幻觉：是一些生动的且常常令人恐惧的梦境，可在睡眠开始时紧接着睡眠性麻痹出现。这种梦有时可与入睡前刚刚发生的真实事件流畅地连接起来。,睡眠的神经机制,觉醒与上行性网状激活系统 入睡和非REM睡眠 REM睡眠的机制 促睡眠因子,觉醒,慢波睡眠,快波睡眠,脑干网状上行激活系统 蓝斑核小细胞产生NE,视交叉上核 松果体 褪黑激素 中缝核 5-HT 慢波睡眠 GABA受体, 睡眠肽 慢波睡眠,快波睡眠的开启、脑电的去同步 眼动、 PGO波和肌
6、张力消失（桥脑和 延脑网状大细胞，外侧膝状体神经元 和蓝斑核内或周边的Ach神经元） 快波睡眠关闭（蓝斑核小细胞NE神经元）,生理性昼夜节律(circadian rhythm),生物钟 环境钟：环境中各种提示时间的线索（光明和黑暗，以及温度和湿度的变化，食物和水的供应等） 自由运行节律：完全剥夺环境钟后的节律。小鼠23h，仓鼠24h，人24.5-25.5h。,人睡眠和觉醒的生理性昼夜节律,视交叉上核(SCN)：一种脑时钟,SCN神经元的节律,对光感受，但不依赖视锥、视杆细胞，可能依赖crytochrome蛋白。 SCN自身产生的节律不依赖于动作电位 “动作电位只是钟表的指针而不是钟表的发条”,
7、性与脑,主要内容,性和性别 性的激素控制 性相关行为的神经基础 雄性和雌性的脑为何及有何不同 性的取向,一、性和性别,如何来判断性别：,外表？行为？解剖？心理？遗传？,1. 人的染色体,Sex-determining Region of the Y chromosome,SRY,2. 有性生殖 3. 性别的发育和分化,SRY 基因诱导的性器官发育,二、性的激素控制,主要的雄性和雌性激素 雄激素（如：睾酮）；雌激素（如：雌二醇） 垂体和下丘脑对类固醇性激素的控制 促性腺激素：黄体生成素（LH）、 卵泡雌激素（FSH） 促性腺激素释放激素（GnRH）-下丘脑分泌 激素周期和对脑的反馈,胆固醇,孕激
8、素,睾酮,雌二醇,性激素的合成和调控,三、性相关行为的神经基础,Ferid Murad,Viagra,哺乳动物的交配策略,雄性和雌性在生殖生物学中的差异： 雌性选择力大，付出多。 雄性需要竞争，需要考虑留下还是离开。,多配偶：一雄多雌 一雌多雄 单配偶：一雄一雌 （3%的哺乳动物）,择偶标准：基因好，生存几率大。,生殖行为的神经化学,草原田鼠,高山田鼠,生殖行为的神经化学,高山田鼠,草原田鼠,催产素受体,加压素受体,四、雄性和雌性脑的差异,性别二态性：由于性别不同而造成的差异。,脑的结构、性格、行为、认知等等都存在性别二态性。,中枢神经系统的性别二态性,雄性,雌性,SDN Sexually dimorphic nucleus,类固醇激素对神经元直接和间接的影响,雌二醇,Songbirds,HVC,雄激素与鸟的鸣叫,雄性和雌性脑的差异,认知的性别二态性,女性：女婴爱看人脸。善于理解、词语、写作等，更富爱心。 男性：男婴爱看其它事物。善于空间学习，如查阅地图、迷宫、数学推理等，好胜心强，粗心，易犯错。,五、性的取向,同性恋：3%的美国人 遗传因素（母亲一侧的表兄弟和舅父）,下丘脑核团与性取向,Simon LeVay,性取向,同性恋：正常？异常？ 人的核心特质？行为方式？ 接受？歧视？,Thank You!,
