关于睡眠介绍

[拼音]：shuimian

[外文]：sleep

指大脑皮层内扩散开来的抑制过程，是一个不活动时相。中国古代和古希腊时代均偏重于认为睡眠与心脏有关。荀子曾说“心卧则梦”（《解蔽篇》）。古代中医理论虽然也有人认为“脑为元神之府”（李时珍《本草纲目》），但大多数人认为心主神明。若心气血充盈，则神志清醒；若心有病变，则少寐多梦。古希腊亚里士多德也认为情绪能力位于心脏，而脑不过是人体的一个“冷却”装置，因此他认为“睡眠是为了冷却头脑中的蒸气”。古代解剖学家加伦曾提出“动物灵气”的概念。R.笛卡尔则认为动物灵气较少有力时引起睡眠，反之则引起觉醒。在20世纪50～60年代，有人认为睡眠是脑的一种去传入即感觉系统的被动关闭，巴甫洛夫认为睡眠是内抑制在大脑两半球的扩散作用等。最广泛被接受的睡眠学说是“恢复”和“休息”理论。但是由于在睡眠演化的研究中已知不少动物很少睡眠（象和马等）或几乎从来不眠（海豚等）而提出了质疑。

1950年W.德门特等主要根据人的脑电、肌电和眼电的研究发现有两种类型的睡眠──正相慢波睡眠 (SWS)或非快速眼动睡眠(NREM)和异相睡眠(PS)或快速眼动睡眠(REM)。国际间公认这是睡眠研究的一个突破。睡眠化学物质和神经化学递质的研究又是另一个突破。现在已知睡眠是一种主动而不是被动的抑制过程。大量的研究证明慢波睡眠的控制部位是脑干的中缝核，异相睡眠的控制部位是脑桥的蓝斑的中部和尾部，而觉醒的控制部分则与蓝斑的前部及中脑网状结构有关(图1)。睡眠和觉醒都属于本能。也是生物钟的一种反映。

生物节律的周期接近于地球自转周期的叫“24小时昼夜节律”（见昼夜节律）。睡眠和觉醒的本质首先制约于接近地球自转周期的“24小时昼夜节律”，后者对前者的制约是通过松紧体而作用于脑网状结构等部位。

现代的研究表明，网状激活系统是调控睡眠和觉醒的基本部位。它开始于脑干下部，延伸至中脑，并包括丘脑的内髓板中线和网状核。电刺激网状激活系统的中脑部位（也包括脑桥和延髓上部的网状结构）可顷刻使睡眠动物觉醒。该部位因脑瘤、溢血或昏睡性脑炎等原因而引起的损伤，会导致昏迷而无法苏醒。网状激活系统中脑部位的“觉醒反应”与网状激活系统丘脑部位有很大不同。前者可激活几乎“全脑”，而后者不过是前者的中转部位。前者的激活可上达至基底神经节和下达至脊髓，因此运动活动与高水平觉醒活动相联系。已知延髓脊髓间横切的孤立脑标本能呈现正常睡眠和觉醒周期，而脑桥中间部位横切的孤立脑标本明显增加觉醒，上下丘间横切的孤立脑标本可持续呈现慢波睡眠，因此认为上下丘间和脑桥中间部位间的神经组织为觉醒的重要区域。此外，电刺激下述3个皮层下部位可引起慢波睡眠：

（1）位于丘脑下部后部的间脑睡眠区；

（2）位于延髓网状结构的丘束核的延髓同步区域。

（3）包括视前区在内的前脑基础部位。前两者仅慢频率（例8/秒）有效，而后者则不论快慢频率均可引起慢波睡眠。后者被认为与抑制网状激活的下行通路有关。

评价睡眠和觉醒的客观指标便是“脑电＋眼电＋肌电”。一般认为人类的睡眠可以分为两种类型：慢波睡眠和异相睡眠。成年人的慢波睡眠分为4期，而异相睡眠和觉醒无分期。如图2所示，慢波1期的特征是α波降低和呈现若干θ波。慢波2期的特征是在θ波活动的背景上呈现σ波（梭波）和“K-复合体”波。慢波3期和4期的特征是呈现高振幅(至少75μV以上)的δ波。呈现20N50％δ波指数的属慢波3期，超过50％δ波指数的属慢波4期。觉醒期的特征是α波伴随低幅β波。异相睡眠期的脑电和觉醒期相似，而眼电增强和肌电降低。新生婴儿平均每天睡眠16～18小时，其中50～60％是异相睡眠。睡眠时间随年龄的增加而逐渐减少。一般14～15岁后已降低至每晚8小时左右，以后保持长期稳定，直到老年后才进一步降低。异相睡眠在全夜睡眠中所占的比例也有随年龄的增加而减少的倾向。年轻成人的异相睡眠约占整晚睡眠的20～25％左右。一般年轻成人大约需经过70～80分钟的慢波睡眠后，才能进入第一次异相睡眠。常见的程序是：觉醒－1期－2期－3期－4期－3期－2期－第一次异相睡眠，然后重复慢波睡眠(2期－3期－4期－3期－2期)后才能进入第二次异相睡眠。一般从一个异相睡眠至下一个异相睡眠的相隔时间为70～120分钟不等，平均为90分钟。一个年轻成人的典型整晚睡眠的分配如下：50％慢波2期，25％异相睡眠，10％慢波3期，10％慢波4期和5％慢波1期。虽然不同人的睡眠分期有很大的个体差异，但共同的特点是慢波睡眠1～4期常常是连续的，而异相睡眠常突然呈现和突然结束。从图1中可见觉醒和慢波睡眠间及慢波睡眠和异相睡眠间是可以双向联系的，但觉醒和异相睡眠间则仅有单向关系，即觉醒不可能直接进入异相睡眠。

从睡眠演化的角度来分析，在发生上最早呈现的是慢波睡眠。例如冷血动物（爬行类）仅呈现慢波睡眠单类型睡眠，其中包括乌龟，鳄鱼和大蟒等。同时已知温血动物（鸟类、哺乳类）均呈现慢波和异相两类型睡眠。鸟类脑干的网状元件和爬行类有明显差异，它们的下网状核和上网状核已高度发展，中缝核和蓝斑也已清楚可见。哺乳类动物虽然普遍呈现两类型睡眠，但在睡眠姿态、时间和慢波及异相睡眠的比值等方面差异很大。例如，虽然大部分哺乳类动物均闭眼躺卧，但马常站立睡眠，而长颈鹿睡眠时则保持颈部挺直。又如，蝙蝠每昼夜需睡20小时，而有种海豚则几乎完全不眠，马、牛和象每昼夜也仅睡2～4小时。除这些极端的例子外，不同哺乳类动物也有一致的规律性。一般都是紧接分娩前和分娩后的一段时间内睡眠最多，异相睡眠的比例也最高；成熟后则睡眠时间减少，主要减少异相睡眠，而慢波睡眠则仅稍见减少。关于异相睡眠，除现存最古老的多刺食蚊兽外，几乎在一切曾被研究的哺乳类动物中均呈现，只是异相睡眠占每昼夜睡眠中的比例不一。睡眠演化的研究虽然刚刚开始，但对深入了解睡眠和觉醒现象极有帮助。例如从睡眠演化的角度来分析，异相睡眠的意义显然不仅和梦相关，而尚有更广泛的生物意义。

在中国古代和古希腊时代被认为是一种“神授”或“着魔”。古罗马的A.T.马克罗比乌斯和D.阿尔米多鲁斯将梦分成两类：一类反映现在和过去，一类和预测将来有关。这种理论曾流行了几个世纪。《黄帝内经》的《素问》也有“甚饱则梦予，甚饥则梦取;肝气盛则梦怒，肺气盛则梦哭”的说法。关于梦的形成和意义S.弗洛伊德的精神分析观点占有重要位置。他在《梦的释义》一书中指出，梦的组成成分或“要素”在梦前的长时记忆中早已存在，只是这些“要素”在梦中常见“新的和离奇的组合”。И.Μ.谢切诺夫也认为梦的离奇古怪不过是“现有映象的不寻常的组合”。异相睡眠的发现是近代睡眠机制研究中最显著的成就，它提供了了解梦的客观指标。当然50年代初期将异相睡眠和梦完全等同的看法也是不够确切的，但梦主要与异相睡眠相关也是肯定的。梦常常突然呈现和突然结束，觉醒又不可能直接进入梦境，做梦而觉醒后又很难回忆。虽然现知在异相睡眠和慢波3～4期中均可做梦，但两者是有差别的。人在异相睡眠期间被唤醒，报告做梦的机会显著较高，异相睡眠期间做梦知觉性较强，视知觉尤其突出，内容常较生动和稀奇古怪；在慢波3～4期做梦则概念性较强，生动性较弱，内容常涉及最近生活中发生的事情。由于慢波3～4期主要呈现在前半夜，而异相睡眠主要呈现在后半夜，因此在整晚睡眠中可以概括为从较多概念化的上半夜向较多知觉化的下半夜的过渡。从睡眠演化的角度来看，虽然有理由相信不仅人类做梦，其他哺乳类动物也可能做梦，但是没有理由认为异相睡眠在哺乳类和鸟类动物有如此广泛的分布是为了做梦。例如，虽然鼹鼠有异相睡眠，但却无法肯定鼹鼠是否也在做梦。人类做梦时伴随的“快速眼球运动”也未必适用于一切哺乳类动物。例如猫头鹰等动物便没有快眼球运动。可能温血动物在异相睡眠周期所呈现的短觉醒有助于增加晚间生存的机会。就婴儿来说，大量呈现异相睡眠时产生的“假觉醒”也可能有助于脑的发展。甚至对成人来说，也可能长时间的慢波睡眠对保持脑的健康是有害的。

这是70年代前后非常吸引人的课题。早期的研究倾向于认为两类型睡眠主要与神经化学递质有关。最早认为5-羟色胺与慢波睡眠有关，例如损坏80～90％中缝核可引起失眠，而中缝核是5-羟色胺含量最集中的区域。若在最后区，中缝核和前视区注射5-羟色胺则可引起慢波睡眠。一般认为，5-羟色胺一方面与保持慢波睡眠有关，另一方面则与触发异相睡眠有关。去甲肾上腺素则被认为与觉醒及异相睡眠有关，例如去甲肾上腺素抑制可降低觉醒和异相睡眠，用6-羟基多巴胺化学损毁去甲肾上腺素神经元也可抑制觉醒。又若双侧损毁去甲肾上腺素含量最集中的区域蓝斑，可导致异相睡眠的丧失等。一般认为蓝斑的后1/3与异相睡眠的肌电消失机制有关，中间1/3和异相睡眠的“脑桥-膝状体－枕叶棘波”有关，而前1/3则和觉醒机制有关。一般地说，较少报道胆碱能系统和γ-氨基丁酸系统在睡眠中的作用问题。胆碱能系统被认为与异相睡眠相关，而且特别与异相睡眠的触发机制有关。例如胆碱酯酶可逆性抑制剂毒、扁豆碱可增加异相睡眠，而中枢M-胆碱受体阻滞剂束茛菪碱和阿托品可抑制异相睡眠。就γ-氨基丁酸系统来说，很早知道它的副产品γ-氨基丁酸盐也有催眠作用，酒的催眠作用被认为与γ-氨基丁酸盐的含量有关。但是由于上述众所周知的神经化学递质不仅和睡眠有关，而且也与体温调节、摄食、情绪、学习和运动等行为的一切方面几乎均有关系，因此较新的看法是未必存在和睡眠特殊相关的神经化学递质，而神经化学递质对睡眠和觉醒的影响可能仅仅是第二性的或继发性的。综上所述，能否找到与睡眠特殊相关的第一性或原发性化学物质是一个引人关注的问题。

睡眠化学物质可区分为内源性催眠化学物质和外源性催眠化学物质两类。前者是睡眠或冬眠脑中自然积聚的化学物质，它们多半是活性胺，多肽或蛋白质。后者是外源性催眠药物。就后者来说，苯丙二氮杂草类化合物被认为是目前国际上最强、成瘾性较弱而有效期较长催眠物质。但是大部分催眠药物均开始有效而在几周内失效，同时抑制异相睡眠，停止服用后又常见“快眼动睡眠回跳”等。关于能否从植物中提取天然外源性催眠化学物质，一直引起人们广泛的兴趣。事实上中国古代就注意这个问题。例如《黄帝内经》的《灵枢》中说:“饮汁一小杯，……复杯则卧”。刘世熠(1985)也发现葡萄种植物爬山虎果实的提取物中，有一种含量为20万分之一的微量活性化学物质也具有外源性催眠效应。但是最引人关注的是在持续的觉醒中在脑中自然积聚的内源性催眠化学物质。早在1910年法国H.皮埃隆首先提出睡眠是觉醒时积聚的一种“催眠素”引起的理论。将睡眠剥夺150～293小时的犬的脑脊液灌流到正常犬的第 4脑室，可使后者睡眠几个小时，但是当时完全不知道这种催眠物质的化学成分是什么。美国有人从山羊和绵羊的脑脊液中提取一种叫“睡眠因子的物质；日本则有人从大白鼠的脑干中提取一种SPS的物质，欧洲也有人从兔的脑脊液中提取一种叫DSIP的物质。已知前两者只知道部分结构，而后者则已完全搞清了结构。但是1979年前在欧洲采用的 DSIP及其同系物是80％β和20％α的异构混合肽，而已知脑内天然存在的是纯α-肽。刘世熠等于1979年首先报道纯α－肽（ASP5-α-DSIP）的人工合成及其“抛物线”或“倒U形”特性性质。该纯品副作用少，能通过血脑屏障和具有内源性调节“24－小时昼夜节律”等特性，因此在国际上从1981年开始已改用纯α-肽。此外，内源性觉醒化学物质也引起人们很大的兴趣。已知能增进老年人记忆的外源性药物均具有“催醒”效应，但是副作用显著，因此从脑中提取内源性觉醒物质已被认为是迷人的现代课题。

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