在早期的研究中，损伤和刺激是最常用来鉴定神经系统中 产生和维持觉醒和睡眠区域的基本方法，这些研究对于了 解人类睡眠和觉醒机制以及与人类脑损伤相关的睡眠紊乱 和昏迷提供了神经解剖基础。神经生理学通过记录脑内神 经细胞的电活动，确认可能产生睡眠或觉醒的细胞，明确 了一些睡眠-觉醒产生的细胞机制。
从20世纪60年代开始，更多的研究聚焦于神经递质在睡眠 和觉醒过程中的作用，进一步促进了人类对睡眠和觉醒机 制的理解。目前认为睡眠和觉醒是在神经和神经介质共同 作用而完成，其本身受昼夜节律、人体生物钟和周围环境 的影响和调节。
脑电图(Electroencephalogram, EEG)简介
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脑电波的形成机制
皮层表层的电位变化是大量皮层神经元突触 后电位同步总和形成的，其中锥体细胞同步发生的 突触后电位的总和起重要作用。
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脑电波正类型常脑电波ຫໍສະໝຸດ δ（delta）波 ： 小于4Hz
θ （theta）波 ： 4～8Hz
1953年美国芝加哥大学生理教研室的K leitman教授和他的研究生Aserinsky 第一次通过脑电、眼电和肌电的记录 发现了快速眼动睡眠
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脑电图
脑电图是通过精密的电子仪器，从头皮上将脑部的自 发性生物电位加以放大记录而获得的图形，是通过电 极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动。常 规脑电图、动态脑电图监测、视频脑电图监测。
从低等动物到高等动物普遍存在。睡眠是一种 持续性的、可逆的，并伴随着反应能力减弱和主 动行为消失的行为状态。
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人的一生，睡眠时间有多少呢？
人的一生大约有三分之一的时间在睡眠中度过，其中四 分之一的睡眠时间处于活跃做梦的状态。
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睡眠的意义是什么？
恢复理论----睡眠是为了休息 和恢复，准备再度醒来。
慢波睡眠( slow wave sleep，SWS)
EEG :高波幅的慢波
• 慢波睡眠，分为四期
✓ 入睡期（Ⅰ期）
✓ 潜睡期 （Ⅱ期)
✓ 中度睡眠期（Ⅲ期）
✓ 深度睡眠期（Ⅳ期）
•快速眼球运动睡眠
( rapid eye movement sleep , REM )
快波睡眠( fast-wave sleep, FWS
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睡眠是什么？
1、机体对环境的反应性降低、与环境相互作用 减弱的状态，很容易逆转。
2、睡眠是一种在哺乳动物、鸟类和鱼类等生物 中普遍存在的自然休息状态，甚至在无脊椎 动物，如果蝇中也有这种现象。
3、由于脑的功能活动而引起的动物生理性活动 低下，给予适当刺激可使之达到完全清醒的 状态 。
4、高等脊椎动物周期性出现的一种自发的和可 逆的静息状态，表现为机体对外界刺激的反 应性降低和意识的暂时中断。
α（alpha）波 ： 8～13Hz
β（beta）波： 大于14Hz
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正常脑电波
睡眠梭形波(变异的波，13～15Hz ，20～40μV ，0.5 ～ 1 s) κ -复合波(是q波和d波的复合)
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睡眠的两个阶段
•非快速眼球运动睡眠( non-rapid eye movement sleep, NREM )
↓、尿量↓、体温↓、代谢↓、瞳孔缩小、呼 吸变慢、胃液分泌↑、发汗功能↑等。
• 意义：生长素分泌增加，有利于促进生长 和体力恢复。
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快波睡眠的生理表现
“活跃的大脑，瘫痪的身体”
– 各种感觉功能进一步减退，唤醒阈提高 – 骨骼肌反射活动和肌紧张进一步减弱，几乎完
全松弛 – 有间断的阵发性表现：出现肢体远端的肌肉和 面部表情肌短促的抽动、眼球快速运动及血压 ↑、心率↑、呼吸快而不规则等间断的阵发性 表现。在快波睡眠期，阵发性的肢体抽动、及快 速眼球运动统称为时相性活动(phasic activities)。 — 做梦
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快波睡眠的意义
• 意义：
– 快波睡眠是必需的生理活动过程
– 快波睡眠期间，生长素分泌虽减少，但脑内蛋白质合 成加快，有利于幼儿神经系统的成熟，新突触联系的 建立，促进精力的恢复
– 快波睡眠期间有间断的阵发性表现，易导致某些疾病 （如心绞痛、哮喘、脑血管病等）的发作
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睡眠的神经解剖结构、相关神经递质及 可能生理过程
EEG :低波幅的快波
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典型波
波变得不规则，出现q 波，睡眠梭形波
睡 眠
波消失，q波背景
各
上出现K复合波
阶
段
在q波背景上出现d波， 占20%-50%
50%以上出现高 幅d波
的 脑 波
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睡眠和觉醒周期
Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→第1次REM →Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→第2次REM →…… →觉醒
每夜睡眠由慢-快波睡眠交替4～6个周期
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睡眠的生理机制
睡眠与觉醒是中枢特定结构主 动活动的结果
大脑皮层的活动状态实际上是 由脑深部的神经元群（脑神经 核）控制的。
适应理论----为了逃避麻烦， 在我们最脆弱的时候躲避天敌， 躲避环境中的有害情况，或者 节约体能。
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人类对睡眠的研究历程
人类对睡眠的认识是随着脑电技术的 发展而逐渐深入。
1875年Caton第一次从家兔和犬脑表面 记录到了脑电活动波
1929年Berger从其儿子的头皮上首次 记录到了人类的脑电波，并观察到睡 眠和觉醒状态下，脑电图有显著不同
睡眠的神经生理机制
1
夜深了 你会？？？
2
与狼共舞？
3
与蝠遨游？
4
或者你会。。。
5
请小声。。。 嘘。。。
6
睡觉
7
你可能会这样睡着
8
当然，你也可能这样睡
9
甚至。。。这样你也能睡 0。。。
10
这样的话。。。
你是否思考过：
睡眠是什么呢？ 睡眠的意义在哪里？ 睡眠的过程是怎么样的？ 睡眠有什么作用？ 睡眠是怎样的一个机制呢？ 觉醒又是一个什么样的状态，它的机制又是什么呢？ 最后就是神奇的梦
越到后半夜REM睡眠越长、非REM睡眠越短，而d
波睡眠逐渐消失。
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睡眠和觉醒周期
睡眠过程中两种时相互相交替两种睡眠时相均可 直接转为觉醒状态
快波睡眠不同年龄阶段所占的睡眠时间比例不同 23
睡眠阶段的持续时间
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慢波睡眠的生理表现
“休闲的大脑，可动的躯体” – 脑电图呈同步化慢波； – 视、嗅、听、触等感觉功能暂时减退； – 骨骼肌反射活动和肌紧张减弱； – 副交感神经功能活动占优势：如血压↓、心率