生理學/覺醒和睡眠
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覺醒和睡眠都是生理活動所必要的過程，只有在覺醒狀態下，人體才能進行勞動和其他活動；而通過睡眠，可以使人體的精力和體力得到恢復，於睡眠後保持良好的覺醒狀態。成年人一般每天需要7-9小時，兒童需要睡眠的時間比成年人長，而老年需要睡眠的時間就比較短。與覺醒對比，睡眠時許多生理功能發生了變化，一般表現為：①嗅、視、聽、觸等感覺功能暫時減退；②骨骼肌反射運動和肌緊張減弱；③伴有一系列自主神經功能的改變。例如，血壓下降、心率減慢、瞳孔縮小、尿量減少、體溫下降、代謝率減低、呼吸變慢、胃液分泌可增多而唾液分泌減少、民汗功能增強等。
（一）覺醒狀態的維持
動物實驗中觀察到，單純在中腦肉狀結構的頭端加以破壞，而保留各種感覺上傳的特異傳導途徑，動物即進入持久的昏睡狀態；各種感覺刺激都不能喚醒動物，腦電波不能由同步化慢波轉化成去同步化快波，雖然這時感覺傳入衝動完全可以沿特異傳導途徑抵達大腦皮層。因此認為，覺醒狀態的維持是腦幹網狀結構上行激動系統的作用。目前認為，腦幹網狀結構上行激動系統可能是乙醯膽鹼遞質系統，因此靜脈注射阿托品能阻斷腦幹網狀結構對腦電的喚醒作用。
進一步的研究觀察到，動物在注入阿托品後，腦電呈現同步化慢波而不再出現快波，但動物在行為上並不表現睡眠。看來，覺醒狀態的纖維比較複雜，腦電覺醒狀態（呈現快波）與行為覺醒狀態的維持有不同的機制。動物實驗觀察到，單純破壞中腦黑質多巴胺遞質系統後，則動物在行為上不能表現覺醒，對新異的刺激不能表現控究行為，但腦電仍可有快波出現。因此，行為覺醒的維持可能是黑質多巴胺遞質系統的功能。動物實驗還見到，破壞藍斑上部（去甲腎上腺素遞質系統）後，則動物電波快波明顯減少；但如有感覺刺激傳入衝動時，則動物仍能喚醒腦電呈現快波，不過和種喚醒作用很短暫，感覺傳入刺激一停止，喚醒作用即終止。所以，藍斑上部去甲腎上腺素遞質系統與腦電覺醒的維持也有關係。其作用是持續的緊張性作用；而上行激動系統（乙醯膽鹼遞質系統）的作用是時相性作用，它調製去甲腎上腺素遞質系統的腦電覺醒作用。
（二）睡眠的時相
通過對整個睡眠過程的仔細觀察，發現睡眠具有兩種不同的時相狀態。其一是腦電波呈現同步化慢波的時相，其二是腦電波呈現去同步化的時相。前者是一般熟知的狀態，其表現已在前文述及，常稱為慢波睡眠（slow wave sleep,SWW）。後者的表現與慢波睡眠不同，稱為異相睡眠(paradoxicalsleep,PS)或快波睡眠、快速眼球運動 (rapid eyemovements,REM)睡眠。異相睡眠期間，各種感覺功能進一步減退，以致鍋醒閾提高；骨骼肌反射運動和肌緊張進一步減弱，肌肉幾乎完全松馳；腦電波呈現去同步綸快波。這些表現是異相睡眠期間的基本表現。此外，在異相睡眠期間還會有間斷性的陣發性表現，例如眼球出現快速運動、部分軀體抽動，在人類還觀察到血壓升高和心率加快，呼吸加書本而不規則。
慢波睡眠與異相睡眠是兩個相互轉化的時相。成年人睡眠一開始首先進入慢波睡眠，慢波睡眠持續約80-120分鐘左右後，轉入異相睡眠；異相睡眠持續約20-30分鐘左右後，又轉入慢波睡眠；以後又轉入異相睡眠。整個睡眠期間，這種反覆轉化約4-5次，越接近睡眠後期，異相睡眠持續時間逐步延長。在成年人，慢波睡眠和異相睡眠均可直接轉為覺醒狀態；但覺醒狀態只能進入慢波睡眠。而不能直接進入異相睡眠。在異相睡眠期間，如將其喚醒，被試者往往會報告他正在做夢。據統計，在191例被試者異相睡眠期間喚醒後，報告正在做夢的有152例，佔80%左右；在160例被試者慢波睡眠期間喚醒後，報告正在做夢的只有11例，佔7%左右。因此一般認為，做夢是異相睡眠的特徵之一。
在人體中還觀察到，垂體前葉生長激素的分泌與睡眠的不同時相有關。在覺醒狀態下，生長激素分泌較小；進入慢波睡眠後，生長激素分泌明顯升高；轉入異相睡眠後，生長激素分泌又減少。看來，慢波睡眠對促進生長、促進體力恢復是有利的。
異相睡眠是睡眠過程中再現的生理現象，具有一定的生理意義。曾觀察到，如幾天內被試者在睡眠過程中一出現異相睡眠就將其喚醒，使異相睡眠及時阻斷，則被試者會出現易激動等心理活動的擾亂。然後，又讓被試者能自然睡眠而不予喚醒，開始幾天異相睡眠增加，以補償前階段異相睡眠的不足；在這種情況下異相睡眠可直接出現在覺醒之後，而不需經過慢波睡眠階段。由此認為異相睡眠是政黨衙所必需的生理活動過程。動物腦灌流實驗觀察到，異相睡眠期間腦內蛋白質合成加快。因此認為，異相睡眠對於幼兒神經系統的成熟有密切關係；並認為異想睡眠期間有昨於建立新的突觸聯繫而促進學習記憶活動。看來，異相睡眠對促進精力的恢復是有利的。但是，異相睡眠會出現間斷性的陣發性表現，這可能與某些疾病在夜間發作有關，例如心絞痛、哮喘、阻塞性肺氣腫缺氧發作等。有人報導，病人在夜間心絞痛發作前常先做夢，夢中情緒激動，伴有呼吸加快、血壓升高、心率加快，以致心絞痛發作而覺醒。
（三）睡眠發生的機制
睡眠是由中樞內發生了一個主動過程而造成的，中樞內存在著產生睡眠的中樞，有人認為，在腦幹尾端存在能引起睡眠和腦電波同步化的中樞。這一中樞向上傳導可作用於大腦皮層（有人稱之為上行抑制系統），並與上行激動系統的作用相對抗，從而調節著睡眠與覺醒的相互轉化。
由於中樞神經遞質研究的進展，已把睡眠的發生機制與不同的中樞遞質系統功能聯繫了起來。慢波睡眠可能與腦幹內5-羥色遞質系統有關，異相睡眠可能與腦幹內5-羥色胺和去甲腎上腺素遞質系統有關。
（張鏡如）
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