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睡眠和觉醒的生理学课件

睡眠和觉醒的生理心理学 心理学教研室 一、脑电活动 自发脑电活动: 无明显刺激,大脑皮层自发产生的经常性节律性电位变化 皮层诱发电位: 传入系统或脑某一部位受刺激时,皮层某一局限区域引出的电位变化 脑电图 脑电图: 在头皮表面记录的自发脑电活动 皮层电图: 直接从皮层表面记录的电位变化 同步化与去同步化 当大脑皮层神经元的活动趋向步调一致时,出现低频高幅慢波,称为同步化。如α波就是一种同步化波。 当大脑皮层神经元的活动步调不一致时,出现高频低幅快波,称为去同步化。如α波阻断后出现的β波,就是一种去同步化波。 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。 皮层神经元的同步化节律来源于丘脑,是皮层神经元与丘脑非特异投射系统之间的交互作用,一定的同步节律的丘脑非特异投射系统的活动,促进了皮层电活动的同步化。 对轻度麻醉动物的髓板内核群施加8-12次/s的节律性电刺激,在皮层会引导出类似α波的脑电活动 中度麻醉动物,即使无感觉刺激,皮层也会出现8-12次/s的类似α波的自发脑电活动,切断皮层与丘脑之间的纤维联系,该类电活动减少 以60次/s的节律性电刺激来刺激丘脑非特异投射系统,干扰丘脑非特异投射系统与皮层神经元之间的同步化联系,脑电图出现去同步化快波,引起α波阻断。 二、睡眠-觉醒周期及其阶段 睡眠-觉醒周期: 在整个睡眠期间,转化4~6次,越接近睡眠后期,异相睡眠持续时间越长 睡眠周期历时80~90min ,(婴儿约60min)异相睡眠(20~30min),慢波睡眠(60min ) 睡眠-觉醒周期 睡眠时相的转换慢波睡眠和快波睡眠均可转为觉醒状态 入睡必须先慢波睡眠开始 睡眠时间:婴儿超过16h,学龄前儿童要睡足10h,12-17岁需9h,青年期需8h,成人7-8h,老年人5-7h 快波睡眠时间:婴儿占总睡眠时间的一半;成人占总睡眠时间的1/4;老年人占总睡眠时间的1/5 慢波睡眠4期随年龄增加而减少 二、睡眠-觉醒周期及其阶段 睡眠-觉醒的阶段: 慢波睡眠(slow wave sleep,SWS) 快波睡眠(FWS) 慢波睡眠(slow wave sleep,SWS) 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↓、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。 慢波睡眠的四个时相: 入睡期-10m: α波↓,β波↑ 浅睡期-15m:θ(α的变异)波背景上的κ-复合波(δ和σ) 中度睡眠期-15m:出现高幅δ波 深度睡眠期:连续的高幅δ波 快波睡眠FWS (异相睡眠PS, 快动眼睡眠REM) 脑电图呈去同步化快波(不规则的β波) 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:如眼球快速运动、部分躯体抽动、血压升高、心率加快、呼吸不规则等 做梦 意义: 异相睡眠是必需的生理活动过程 异相睡眠期间,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 异相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 三、生物节律 生物节律(biorhythm) :机体功能按一定时间顺序发生的周期性变化 生物节律按频率高低分为: 高频节律:低于一天,如心动周期、呼吸周期等 中频节律:即日周期,如体温变化、某些激素的分泌等 低频节律:长于一天,如月经周期。下丘脑视交叉上核可能是生物节律日周期的控制中心。 生物钟:控制生物节律的内在时钟。 生物钟及其生理机制 视网膜: 感受环境光环境节律线索 松果体: 分泌褪黑素,影响机体生理节律 视交叉上核(SCN ): 形成内在固有节律 腺苷及其受体等: 内源睡眠促动因子 奥利新(orexins)及其受体等: 唤醒通路的调节 生物节律的基因机制 Period(Per)、timeless(tim)基因 早晨表达少量蛋白质,白天蛋白质合成增加 晚上高水平的蛋白质引起睡眠;反馈抑制基因的表达 夜间基因表达停止,蛋白质浓度下降 视觉的信息改变视交叉上核基因的表达 生物钟及其生理机制 生物钟:控制生物节律的内在时钟。 什么是 生物节律的产生部位 生物节律的产生机制 生物节律与环境节律的关系 二、睡眠与觉醒的神经机制 维持觉醒的神经机制 脑干的上行激活系统 释放乙酰胆碱和谷氨酸,通过丘脑和基底前脑引起皮层的广泛唤醒 其他脑区 蓝斑:睡眠时不被激活,清醒时对有意义事件作出反应 黑质-纹状体:觉醒的维持和行为的激活 唤醒:觉醒、特殊刺激的指

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