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1、第四章：睡眠与生理节律1主要内容睡眠的生理和行为描述为什么需要睡眠？睡眠的生理、神经机制生物钟睡眠障碍睡眠药物2睡眠人类的矛盾3对于睡眠的期待吃得饱、睡得香、身体好早睡早起身体好；好睡养颜；孩子睡眠时间要多于10小时；4我们一生中要睡多长时间？假设，每天睡8小时，60年中，就有20年被我们睡过去了！在我们大多数人的生命中，睡眠时间要超过175000小时假设，每天少睡2小时，60年中，我们会多出5年的时间去对于睡眠的畏惧5睡眠的生理和行为描述对于睡眠的早期探索睡眠是令人愉快的魔鬼的诱惑弗洛伊德压抑的释放需要解析梦境，明了压抑源头进化理论物种为什么会在不同时间睡眠？6现代睡眠实验7三个心理生理指标
2、眼电(electrooculogram, EOG)肌电(electromyogram, EMG) 脑电(EEG)8脑电清醒8-12Hz 波13-30Hz 波阶段1 3.5-7.5Hz 波10分钟阶段2睡眠纺锤波K复合波不认为自己睡着有鼾声15分钟阶段3/4低于3.5Hz, 波45分钟REM脑电去同步化脑电类似第一阶段去同步化去同步化9几个术语：REM睡眠1953年，Aserinsky和Kleitman快速眼动睡眠(rapid eye movement, REM)非快速眼动睡眠1-4阶段的睡眠慢波睡眠第3、第4阶段，有波的出现10睡眠的阶段自自发阶段段1 EEG睡眠睡眠11两种睡眠区别REM睡眠
3、Rapid eye movement自发阶段1 EEG， 脑电去同步化（快速，不规则波）快速眼动大脑活跃肌张力丧失做梦容易被有意义的刺激惊醒勃起或分泌物SWS睡眠Slow wave sleep阶段3、4脑电活动同步化 （波出现）慢速眼动或没有眼动高噪音才能唤醒无生殖器活动异相睡眠：自发阶段异相睡眠：自发阶段1 EEGDelta睡眠：阶段睡眠：阶段3、412REM睡眠和梦Nathaniel Kleitman实验室的工作：REM叫醒最生动的梦；将被试从REM睡眠中叫醒后，80都报告做梦，从非REM睡眠中叫醒时，只有7报告做梦。13我们必须做梦吗？如果在快速眼动睡眠期间唤醒被试，使其无法完成做梦，结
4、果将如何呢？快速眼动睡眠反弹（REM rebound）14 共同的梦1、寻找某处！2、跌落3、一次次试图做某事17、拾到钱27、很累、不能动弹30、掉牙34、被栓着脖子吊起来15梦中的时间在一项研究中，被试在REM开始5或15分钟后被叫醒，并让他们判断自己做梦的时间是5还是15分钟。111人中有92人选择正确了。16梦与性阴茎勃起与性内容的关系：婴儿观测梦话和梦游主要发生在慢波睡眠阶段没有梦肌张力？！17我们为什么要睡眠？强烈的睡眠欲望来自哪里？18哈欠的功能给大脑降温让我们保持头脑清醒社交能力打哈欠的传染能力社交技巧高的人打哈欠的几率是那些社交技巧不高的人的三倍同情心40名心理系学生vs.
5、40名工程系学生第一次实验的结果显示，心理系的学生平均打哈欠5.5次，而工程系学生平均打哈欠1.5次19动物对于睡眠的迫切需要生存之本危险的睡眠印度河海豚1天总共睡7小时，每次460秒两半球轮流睡眠慢波海豚、小鲸20对于睡眠剥夺效应的理论预期恢复理论：随着一段剥夺期的结束，丢失的大部分睡眠需要补回来。节律理论：睡眠剥夺没有让人衰弱的效果，只不过会增加人睡觉的渴望；一旦剥夺期结束，人们很少或不会补偿丢失掉睡眠。21睡眠剥夺难以忍受的睡眠剥夺22睡眠剥夺的后果生理变化：Karadzic(1973)在回顾了关于睡眠剥夺的生理心理效应研究（包括心率、呼吸频率、血压、皮肤电阻、体温、体重、EMG、EEG
6、和诱发反应）结论：“即使将剥夺期延长至200小时，也没有足够的证据表明有任何生理心理变化”复杂认知能力限定时间的抽象推理、空间关系、逻辑推理和理解测验简单认知操作警戒性测验（要求被试注视屏幕上的光电，并在其闪烁的时候按键）2311天睡眠剥夺后的恢复24不同阶段的睡眠是否有不同的作用？25慢波睡眠脑在休息慢波睡眠中脑的变化：脑血流减缓觉醒水平的75%；Delta波休息信号对于外部刺激没有反应；醒来也迷糊；致命性家族失眠症记忆缺陷、梦中生活；自主神经和内分泌系统失控、失眠；纺锤波、K复合波减少慢波消失，只有快速眼动睡眠；26谁更需要慢波睡眠 身体or脑袋？身体运动Ryback等：躺着休息六周（19
7、71）Adey等：四肢瘫痪和截肢者（1968）运动和睡眠相关不显著；脑袋活动警觉任务增加脑内葡萄糖代谢；前额叶刺激手对侧脑delta波Home等(1985)：车载实验阶段4睡眠增加27快速眼动睡眠是否重要？REM睡眠剥夺的效果(Dement, 1960)1.REM睡眠倾向增加、时间累积；Eg. 第一晚叫醒17次，第7晚叫醒67次。2.取消剥夺后23晚，睡眠时间加长。REM睡眠是需要的，并且有其特殊功能28REM睡眠的作用促进脑发展假说：人类：新生儿70，六个月30，8岁22，成年晚期15；动物：出生时大脑发展好的婴儿比发展不好的婴儿REM少；2930REM的学习假说动物实验剥夺REM学习变慢监
8、控睡眠迷宫练习增加REMREM最多跑速增加最快人类研究：迟钝儿童REM少，天才儿童REM多考试期间REM多31REM与SWS的关系REM与SWS相对独立；单独阻断REM睡眠，并不影响整个睡眠时间；SWS优先于REM睡眠剥夺后，脑的代偿反应是增加SWS的比率和质量。SWS可以补偿REM的部分功能梦32睡眠障碍睡眠障碍的种类：失眠嗜睡睡眠障碍的发病率：3033失眠发生率：25受影响；9长期煎熬什么是失眠？为什么失眠？假性失眠34原发性失眠1020：药物依赖型失眠吃药为了什么？睡觉？舒适？睡眠窒息睡眠呼吸暂停肌肉痉挛或迟缓使呼吸道受阻肥胖者；中枢神经无法刺激呼吸系统老年人35共病性失眠80%-90%
9、人格特征（抑郁）症状：半夜早醒，在黑暗中突然醒来、醒后不能再入睡；脑海里反复出现一些不愉快的往事或对前途忧心忡忡；还有入睡困难，中途易醒，多梦。晨起后无清晰感、不能恢复充沛精力；白天头昏、疲乏、无力或瞌睡；认知功能受损，工作与学习能力下降，记忆力下降，注意力不能集中等睡眠周期异常年龄增长药物相互作用不良饮食习惯等36嗜睡症嗜睡诱因：平淡的生活内部动机低症状一：嗜睡发作白天重复出现短暂睡眠（约2-10分钟）建议早晨服用兴奋剂37症状二：猝倒肌肉瘫痪REM睡眠出现在不恰当的时间情绪诱发（大笑、大哭、愤怒、伤心、极度兴奋）突然的体力活动诱发症状三：睡眠瘫痪睡前或早期症状四：睡眠梦幻“白日梦”38嗜睡
10、症的原因异常的脑机制REM睡眠闯入清醒状态跳过慢波睡眠遗传障碍基因突变39REM睡眠行为障碍REM出现不当嗜睡发作直接进入REM睡眠猝倒REM缺乏Lavie等(1984) ：脑损伤导致REM缺乏的病人40REM中的肌张力缺陷缺陷：将梦付诸行动vs. 梦游神经中枢：网状结构尾部梦游的猫41慢波睡眠紊乱发生在阶段4梦游遗尿夜惊42睡眠药物安眠药和抗安眠药43安眠药苯二氮类药物安定利眠宁短期效应：增加困意，减少入睡需要的时间，减少晚间睡眠时醒来的次数，增加整个睡眠时间。长期服用的副作用：耐药性增加；停药后，会导致失眠会成瘾损坏正常的睡眠模式：增加阶段2睡眠；减少阶段4和REM阶段的睡眠时间。44抗安
11、眠药两类抗安眠药：兴奋剂（如咖啡因和安非他明）三环抗抑郁药作用原理：兴奋剂和抗抑郁药能够通过增加释放量、组织突触重吸收、或两者结合起来，从而增加儿茶芬氨能（去甲肾上腺素能、肾上腺素能和多巴胺能）神经元的活动。作用于REM睡眠兴奋剂的副作用：成瘾、丧失胃口45睡眠和觉醒的生理机制46睡眠是一种神经静止的状态吗？在慢波睡眠阶段，脑内很多神经元的活动水平都低于清醒放松状态时，但其放电频率的减少仅仅超过10在REM睡眠阶段，很多神经元甚至会比清醒放松状态下更加活跃。47睡眠的化学控制睡眠的化学控制个体被剥夺REM睡眠，会补足缺失的那部分，另外人们白天打盹时慢波睡眠的量会使晚间的慢波睡眠相应减少。某种机
12、制控制着个体获得睡眠量？是不是觉醒延长会产生一种促睡眠物质，睡眠延长产生促觉醒物质？动物研究1995年Heller等发现核苷神经递质腺苷，在控制睡眠中起主要作用。48觉醒的神经控制觉醒的神经控制觉醒神醒神经回路分泌回路分泌5种神种神经递质乙乙酰胆碱胆碱位于位于脑桥 基底前基底前脑去甲去甲肾上腺素上腺素位于位于脑桥背背侧蓝斑斑5-羟色胺色胺位于延髓和位于延髓和脑桥区网状区网状结构构中中缝核核组胺胺位于下丘位于下丘脑结节乳乳头核核下丘泌素下丘泌素位于外位于外侧丘丘脑49觉醒状态感觉传入脑干网状干网状结构构上行激上行激动系系统50慢波睡眠的神经控制慢波睡眠的神经控制腹外腹外侧视前区前区 （VLPA）
13、位于下丘位于下丘脑的前端的前端动物物实验：老鼠：老鼠 猫猫 视前区的破坏会前区的破坏会引引发失眠症，接着失眠症，接着导致昏睡致昏睡 死亡，死亡，电刺激此区域会引起相反的效果：困倦刺激此区域会引起相反的效果：困倦解剖学和解剖学和组织化学研究化学研究“触触发器器电回路回路”51快速眼动睡眠的神经控制快速眼动睡眠的神经控制快速眼动睡眠的特征：？桥膝枕波突发的阶段性电活动，脑桥内。REM的特征。执行机制：研究者发现：乙酰胆碱能激动剂能促进REM睡眠动物实验：分析猫大脑皮层神经元末段释放乙酰胆碱水平。旁臂区旁臂区5-羟色胺和去甲色胺和去甲肾上腺素的抑制效上腺素的抑制效应52生物钟生理生理节律律行行为或生
14、理或生理过程程的日常的日常节律改律改变。这些循些循环称作生称作生理理节律律53大脑活动在某种程度上是一种不受外界刺激影响的内在功能生物钟在哪里呢？54视交叉上核（视交叉上核（SCN）1972年毁坏大鼠SCN破坏节律周期行为行为本身不会消失黑视素5556生物钟的本质成像研究2-脱氧葡萄糖X光片57移植实验1980s：切除成年仓鼠的视上核睡眠周期消失植入幼鼠视上核睡眠周期恢复58细胞实验哈佛大学Reppert：SCN内单个细胞也具有周期性，24.35小时在哺乳动物SCN内，这些细胞联合起来，共同影响生物钟59视交叉上核光线对于生物钟的“牵引”作用第三只眼眼睛SCN视网膜下丘脑驱动节律光线60自由睡
15、眠清醒节律61季节节律的调节“生物日历”松果腺中脑顶部，小脑面前分泌褪黑激素褪黑激素62SCN松果腺SCN下丘脑、丘脑、中脑SCN对于松果体腺的调节夜间退黑激素夜间退黑激素日长调节日长调节63眼睛SCN视网膜下丘脑活动活动睡眠睡眠/苏醒苏醒行为内分泌外围振荡器退黑激素退黑激素可的松可的松心、肝、肺心、肝、肺哺乳动物周期节律示意图64SCN是唯一的生物钟吗？海底生物？盲人？外部牵引作用老鼠与食物牵引65生物钟失调时差症 经过长时间建立起来的规律性被打破 主要表现为睡眠障碍警觉下降和生活节律失调 与时差的小时数成正比 时差 4个时区，反应明显 。 生理节律对白日的延长（向西旅行）比白日缩短（向东旅行）更容易适应 66季节性情感障碍 SAD流行率：3（英国）10月次年4月27（挪威）10月次年1月：不见太阳北极探险者加拿大阴雨特征：在日长缩短的时候，情绪低落、不参加社会活动、喜欢吃含糖食物日长增加后，又会恢复活力；原因：生物适应力与现代社会节奏的矛盾67阳光与生活传统人类：日出而作，日落而归新兴人类：健康人类平均一天接受2小时自然光；健康的老年男性75分钟；健康的老年女性20分钟；68
