睡眠的生理学分析

2021年1月22日发(作者：屈承懋)
睡眠生理学分析





睡眠是每人每天都必须 的。
良好的催眠药是帮助失眠患者改善睡眠的成功手段和必要
手段，能避免失眠对生命健康的严 重危害。大多数人一生中的睡眠时间超过生命的
1/3



睡眠的解析



睡眠是指大脑为了将刺激和刺激联结分配固化给相 应神经细胞
（重整信息）
的需要，
把
兴奋点
（注意）
暂且转 移到原先兴奋强度较弱的神经细胞，
并由那些神经细胞接管人体的大
部分生命活动，
而 原先接受处理内外刺激并做出反应的兴奋度较高的神经细胞因防止没有经
过深加工的刺激联结相互干扰< br>（信息过载）
，
（也可以理解为生化能量有限而醒着时这些神经
细胞以接受和处 理刺激，
创建和调用刺激联结为主，
睡眠时以整理、
过滤和固化刺激联结为
主 ）
，必须大部分屏蔽内外刺激对这些神经细胞的作用的必要的生命过程。精神疲劳体现为
待处理 或固化的刺激联结过多，
人本能的对刺激联结储存的不安、
紧张和焦虑，
睡眠起到消< br>化这些刺激联结的作用，
这就表现为缓解疲劳。
而睡眠质量不高是指屏蔽度不够或睡眠时 间
不足以充分消化刺激联结的现象。
嗜睡则是病态的过多过久屏蔽。
这些都是神经控制 不足的
表现。在睡眠中由于主动性活动减弱，人的体力也得到相应恢复。




睡眠往往是一种无意识的愉快状态，
通常发生在躺在床上和夜里我们允许自己休息的 时
候。与觉醒状态相比较，
睡眠的时候人与周围的接触停止，自觉意识消失，
不再能控 制自己
说什么或做什么。处在睡眠状态的人肌肉放松，神经反射减弱，体温下降，心跳减慢，血压
轻度下降，
新陈代谢的速度减慢，
胃肠道的蠕动也明显减弱。
这时候看上去睡着的人 是静止
的，被动的，实际不然，如果在一个人睡眠时给他作脑电图，我们会发现，人在睡眠时脑细
胞发放的电脉冲并不比觉醒时减弱。
这证明大脑并未休息。
正如一座夜间的蜂房，
外 表看上
去蜜蜂都已归巢休息，但实际上所有的蜜蜂都在为酿造蜂蜜而通宵达旦地忙碌。




睡眠

（
sleep
）高等脊椎动 物周期生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。
正常人脑的活动，
和所有高等脊椎动物的脑一
样，始终处在觉醒和睡眠两者交替出现的 状态。这种交替是生物节律现象之一。觉醒时，机
体对内、外环境刺激的敏感性增高，
并能做出 有目的和有效的反应。睡眠时则相反，机体对
刺激的敏感性降低，
肌张力下降，反射阈增高，虽 然还保持着自主神经系统的功能调节，可
是一切复杂的高级神经活动，如学习、记忆、逻辑思维等活动均 不能进行，而仅保留少量具
有特殊意义的活动，
例如，鼠叫可唤醒沉睡的猫；
乳儿哭声 易惊醒乳母等。
除了周期性这一
特征外，
睡眠还有可逆性和自发性。
前者指睡 眠状态能被外界或体内的较强刺激所唤醒；
后
者则表示睡眠的发生是内源性的，尽管它有时在一 定程度上受环境和一些化学因素的影响。
以上
3
个特征有助于区别睡眠和其他睡眠样状 态，
如冬眠主要由外界环境温度降低引起，
昏
迷和昏睡则表现为睡眠状态的不可逆性。
催眠是由暗示所诱导的睡眠样状态，
被催眠者的意
识并未丧失，但其行为受催眠者的暗 示所支配。有人研究，在睡眠过程中周期性地出现梦，
并伴有独特的生理表征，
有人认为梦是独 立于觉醒和睡眠之外的第
3
种状态。
其实这
3
种状
态有着内 在的密切联系，如长时间觉醒会导致“补偿性”睡眠和梦的增加。




正常睡眼的时相

睡眠由两个交替出现的不同时相所组成，一个是慢波相，又称非快< br>速眼动睡眠，另一个则是异相睡眠，
又称快速眼动睡眠，
此时相中出现眼球快速运动，< br>并经
常做梦。非快速眼动睡眠主要用于恢复体力
,
快速眼动主要用于恢复脑力< br>.


慢波睡眠

根据人脑电波的特征，通常将此时相区分 为
4
个不同的期，即相应于睡眠由
浅入深的过程。第
1
期呈现低电压 脑波，频率快慢混合，而以
4
～
7
周
/
秒的频率为主，它常
出现在睡眠伊始和夜间短暂苏醒之后。第
2
期也是较低电压脑波，中间插入短串的12
～
14
周
/
秒的睡眠梭形波和
K
复合波， 它是慢波睡眠的主要成分，代表浅睡过程。第
3
期的脑电
图常有短暂的高电压波，超过
50
微伏，频率为
1
～
2
周
/
秒，叫做< br>δ
波。第
4
期，
δ
波占优
势，其出现时间占总时间的
50
％似上，代表深睡状态。因此，
3
、
4
两期仅有量的差 别，而
无质的差异。
一般认为慢波睡眠第
4
期具有消除疲劳的功能，
因为人在长时间体力劳动或不
睡后，在恢复睡眠中此期延续很久。随着睡眠由浅入深，意识逐步丧失，血 压略降，心率、
呼吸减慢，瞳孔缩小，体温和代谢率均下降，尿量减少，胃液增多，唾液分泌减少，发汗 功
能增强等。




有些自主神经活动随睡眠过程的发展 而变化，
似和两个时相关系不大。
例如，
体温从睡
眠开始便逐渐下降，
5
～
6
小时达最低点，然后又逐渐回升。有人提出，睡眠时仍能学习口
述材 料，
可是脑电图的分析证明，
睡者实际上是处在朦胧状态。
梦呓多发生在慢波睡眠的第
2
期，而梦游则无例外地发生在慢波第
4
期中，并且两者一般都和梦的内容无 关。



个体发生

新生儿平均每天睡
16小时，婴儿睡眠时间逐渐缩短，至
2
岁时约睡
9
～
12
小时。成年人的睡眠时间因人而异，通常为
6
～
9
小时不等，一般认为
7
小时半是合适的。
可是老年人的睡眠经常少到
6
小时。
根据脑电 图的分析，
新生儿的异相睡眠约占睡眠总时间
的
50
％，并且入睡后很快就进 入异相时期，成年人约占
20
％，而老人则不到
20
％。在成年
人凡 异相睡眠时间低于
15
％或高于
25
％的则被认为不正常。同样，慢波相第< br>4
期也随年龄
增长而逐渐减少。至于睡眠与觉醒的周期更替，新生儿一天中约
5
～
6
次，婴儿逐渐减少，
学龄儿童每天约
1
～
2< br>次的睡眠。有些老年人又恢复一日睡几次的习惯。以上随年龄增长所
产生的睡眠变化可能和个体发 育，
特别是脑的觉醒系统的发育有关，
此外也和家庭、
学校环
境以及社会活动 的需要有关。
在哺乳动物，
随着脑发育进程的不同，
睡眠的成熟过程也不相
同 ，例如，初生小猫出生第
1
天几乎都是异相睡眠，从第
2
天起出现慢波睡眠， 一月后，接
近成年猫的睡眠类型；大鼠则在出生后两周内，几乎全部是异相睡眠，
一月后，异相 睡眠缩
短到
10
％；初生豚鼠异相睡眠不到
10
％，随后很快发展到 低于
5
％。



种系发生

按照上述睡 眠的
3
大特征：周期性、自发性和可逆性，并以动物的安静不动
和感觉敏感性降低作为 衡量指标，
则从高等脊椎动物才开始出现睡眠行为和脑电变化。
在鱼、
两栖和爬行动物 ，可以观察到觉醒和睡眠的周期转换，但无异相睡眠。
至温血动物鸟类，才
有明显的异相睡眠， 约占睡眠时间的
3
～
5
％。哺乳类动物从鼠到象，都有明确的慢波相和
异相睡眠，
不过它们各自所占比重随种别而异。
若从动物生存竞争角度来分析，
大体 可归为
两类：
一类是被猎食动物，如啮齿类、食草及反刍动物摄食后需要长时间咀嚼，因而睡眠 时
间缩短，异相睡眠也短，一般不超出
5
％，如母牛为
1.6
％，食 蚁兽居然没有异相睡眠；另
一类是猎食动物，如食肉类，它们的进食快，有较多时间的睡眠，异相睡眠也 较长，可达
20
％或更长，如猫、狗等都如此。



剥夺睡眠

实验性地剥夺人或动物的睡眠是一种研究睡眠的生理意义及其必要性的可行
方法。



剥夺全部睡眠

24
～
48
小时后， 脑电频率变慢，近似慢波相第
1
期，但外观行为正常。
继续剥夺，则警觉性降低，严重 的会发生幻觉、谵妄或梦呓。
3
～
4
天后，任其入睡，在第
一夜中慢 波第
4
期明显增多，而异相睡眠相应减少，在以后数晚，异相睡眠才代偿地增多。
一例
11
天不睡的青年，入睡后，慢波第
4
期和异相睡眠都明显增加。相反，被剥 夺睡眠的
猫在第
1
夜增多的是异相睡眠，而不是慢波第
4
期睡眠。< br>


剥夺部分睡眠

使受试者每天仅睡
3
～
4
小时，几天后，异相睡眠或分比平时睡眠头
4
小时内的异相成分加多。< br>停止实验后，
受试者连续数夜多次出现异相睡眠。
在长期每天只睡
4
小 时的受试者慢波第
4
期增多，
第
3
期相应减少。
在恢复睡眠 过程中，
慢波相无明显变化。
如将受试者睡眠缩短到
3
小时以下，
则 会影响第
4
期睡眠的发展，
从而严重影响受试者的工
作能力。



选择剥夺睡眠某时相

如果选择剥夺慢波第
4
期睡眠，则在恢复过程会代偿地只增加第
4
期睡眠；如选择剥夺异相睡眠，也产生同样的代偿情 况，许多心理学实验结果表明，长期
剥夺异相睡眠不产生明显的心理紊乱；
而长期剥夺全部睡眠 的人，
不能长时间工作，
否则差
错加多。
这可能和大脑皮层不能持久维持警觉 状态有关。
此外，
少数人还会发生短暂幻觉和
荒诞行为。
总之，
这些 实验结果似不支持长期不眠或严重失眠会导致精神变态的假说，
可是
从另一方面却表明，长期缺 乏睡眠极易引起疲劳，注意力不集中以及视、触觉的错乱等。



病态睡眼

失眠症

根据失眠发生的时间先后，可区分
3< br>种失眠症。①发生在睡眠初期，
表现为很难入睡，也是最常见的失眠症。
②表现为全夜时 醒时睡。
③发生在睡眠终期，
患者
过早苏醒，
不能再入睡。
这些患者 的异相睡眠都少，并易诱发脑电的唤醒反应。从脑电图分
析波看，
他们的睡眠时间总是比主诉的 为多，
失眠的后果并不严重，
长期失眠者有时精神萎
靡，可用药物洽疗纠正。



多眠症

表现为白昼多眠或瞌睡过多，
或者夜间睡眠过 久。
患者睡眠期间心率并不减慢，
说明患者在睡眠期间休息不充分。
原发性多眠症多属 遗传病，
这和下丘脑功能障碍有关。
此
外，还有一种伴有食欲亢进，肥胖和呼吸不足等 症的多眠症。



发作性睡眠症

发作时患者突然入睡， 不能自控，但只持续数秒至数分钟，还经常伴发
由肌张力丧失产生的猝倒。
发作时脑电波和异相 睡眠的相似，
多属先天性的。
中枢兴奋药可
减轻其症状。



梦游

此症发生在慢波睡眠的第
3
、
4
期，也是回忆能力最低的时期。与患者做梦无关。
梦游时大脑警觉性和反应性均降低，运动也欠协调。< br>


遗尿症

多半发生在睡眠的前
1
／< br>3
时期，脑电波呈慢波第
4
期型式。遗尿开始即转入
2
期或< br>1
期。
唤醒后患者不诉梦境，若不唤醒，
则在数小时内不再出现
3或
4
期脑波。遗尿症
可用药物或其他方法治疗。



睡眼机制

И
．
П
．巴甫洛夫观察到狗在不强化的条件反射 实验中会自然入睡，于是提
出内抑制过程扩散到大脑皮层和皮层下结构便产生睡眠的学说。
但以 后的实验研究未能提供
更明确的支持论据。
1949
年意大利的
G
． 莫鲁齐和美国的
H
．
W
．马古恩发现中脑的上行
网状激舌系统是产生 大脑觉醒状态的重要结构，
随之有人设想，
睡眠仅是觉醒活动暂时中断
的结果，
而疲劳则是引起中断的重要原因，
这种认为睡眠为被动过程的看法，
和切断中脑或
切 断感觉神经传入纤维所造成的睡眠状态的实验结果相吻合。
长期积累的神经生理学实验资
料表明 ，
局部电刺激动物下丘脑或脑干的一些结构均可引起睡眠，
以后人们发现异相睡眠中
机 体处于激动状态，说明睡眠是一个主动活动过程，并提出存在“睡眠中枢”的观点。从
60
年代 起开展了大量实验研究工作。莫鲁齐等提出脑干尾段存在睡眠中枢的假说。他们认
为延髓和脑桥内存在上 行抑制系统，
这一系统的活动可以导致睡眠。
此系统一方面接受来自
躯体和内脏的感觉 传入冲动，
另一方面又受到前脑梨状区皮层、
扣带回和视前区等结构的下
行控制。与此 同时，
M
．儒韦提出关于觉醒
-
睡眠周期的单胺学说。他认为从蓝斑前部发出
的上行去甲肾上腺素能系统，
维持大脑皮层觉醒态电活动，
加上乙酰胆碱能系统的活动 ，
才
能完成注意、学习、记忆等高级功能；而黑质
-
纹状体环路的多巴胺能系 统，则维持觉醒的
行为表现，至于睡眠过程，则由中缝核群前段发出的上行
5-
羟色胺 能系统维持慢波睡眠，
而其中段核群一旦触发蓝斑区域细胞活动后，
后者的上行冲动激活大脑皮 层电活动，
使之出
现快频低幅波，
同时，其下行冲动则抑制脊髓运动系统，
从 而形成异相睡眠。但作者未说明
睡眠怎样开始。
应当指出，
这两种假说并无根本分歧。
因为他们争论的仅是和睡眠有关的脑
结构的部位。
当今许多工作正是沿这两种设想向纵 深发展。
从
70
年代起，
莫尼埃和
J
．
R
．
帕
彭海默分别从入睡的兔和羊脑内提取出多肽物质，
将它注入另一只动物脑室内，< br>可诱导
δ
波，
酷似慢波睡眠。这一发现为睡眠机制研究开拓了新的途径。



睡眠对于大脑健康是极为重要的。
未成年人一般需要有
8< br>个小时以上的睡眠时间，
并且
必须保证高质量。
如果睡眠的时间不足或质量不高 ，
那么会危害生命或对大脑就会产生不良
的影响，
大脑的疲劳就难以恢复，
严 重的可能影响大脑的功能。
青少年如果睡眠不足或睡眠
质量差，就应适当增加睡眠的时间，比如 夏天午睡片刻，并且要设法改善睡眠状况等。




按照一般的观 点，
睡眠是消除大脑疲劳的主要方式。
如果长期睡眠不足或睡眠质量太差，
就会严重影 响大脑的机能，
本来是很聪明的人也会变得糊涂起来。
很多青少年学生患上了神
经衰弱 等疾病，很多时候就是因为严重睡眠不足引发的。




总之，< br>一个人的一中，有三分之一多的时间是在睡眠中度过的。正当的良好睡眠，
可调
节生理机 能，维持神经系统的平衡，是生命中重要的一环。睡眠不良、不足，第二天就会头
错脑胀、全身无力。睡 眠与健康工作和学习的关系甚为密切。





以下几个方面可以提高睡眠质量：





要想有高质量的睡眠，请注意以下几个因素：




生物 钟如果每天准时起床，
定时置身天早晨的日光之中，
周末也不例外，
那么生物钟就会准时地运转，这是提高睡眠质量最关键的一秒。

体温与光照有关的体温波动也影响人的
生物节律。
当体温下降以后，
睡意随即来临。
体温调节失控时睡眠会民生紊乱 。
睡前洗个澡，
可在睡前做
20
分钟的有氧运动，临睡时体温会有所下降。< br>
某些人大量食用咖啡、巧克力、
可乐和茶后主观上没有睡眠不良的感觉，
但实 验证实，
他们的深度睡眠均受到影响。
酒精虽
能助眠，但代谢过处程中它会释放一种天 然的兴奋剂，破坏下半夜睡眠。

噪音人往往置身
于某种噪声中，
时商一长便 习惯了这种环境了，
却会因此减少深度睡眠的时间，
所以应尽量
避免噪音的干扰。



另外，
对于容易失眠的人来说，
应在有睡间时 才上床，早早上床的结果往往是
“欲速则
不达”
，只会加重心理压力，在某些情况下， 晚睡早起，减少睡眠时间，反而有利于提高睡
眠质量。



以下为
《枕头记》
收集的枕头和睡眠方法：
肺结核：
两边肺部都有病的人，
最好是仰睡。
如果左肺有病，适宜左侧睡；右肺有病，则宜右侧睡。心肌炎、哮喘、心力衰竭：采取半躺
半坐的睡姿，可改善肺部的血液循环，减少肺部瘀血，增加氧气的吸入量，
有利于症状缓解与休息。中耳炎：脓汁会灌满患侧耳道，为使脓汁引流通畅，可采取患侧卧位，以促使脓液
排出。脑 血栓：动脉硬化若采取侧卧位睡姿，势必加重血流障碍，宜改为仰卧睡姿。胃病：
胃溃疡病人应向右侧卧 。心脏病：心脏代偿功能尚好者，可向右侧卧。若已出现心衰，可采
用半卧位，
以减轻呼吸困难 ，切忌左侧卧或俯卧。
高血压：高血压患者特别是老年高血压患
者的睡姿应为半卧位或侧卧位， 可使用１５厘米高的长方形宽大枕头，使头和肩部都枕上。



胆石症：不 宜左侧卧。因为胆囊位于上腹部，形如一只小酒瓶。当人体向左侧卧时，胆
囊

瓶口
朝下方，

瓶底

朝上方。这样，胆囊结石在重力作用下就容易落入

瓶颈部

而发生
嵌顿，
引起胆绞痛发作。
加上夜间病 人入睡后，
迷走神经张力增强，
胆道平滑肌兴奋性增高，
胆囊颈管一旦发生痉挛，可使结石嵌顿更严重，
疼痛即刻加重且持久。
长时间的胆绞痛会引
起急性胆囊炎。
这是胆结石病人夜间急诊的主要原因之一。
因此，
胆囊结石病人应尽可能平
卧 或向右侧睡。腰背痛：宜侧卧睡，这样可以使肌肉完全松弛，避免肌肉牵拉紧张、刺激或
压迫神经，引起 或加重腰背痛。



产生

越睡越累

的情况。



2007
年
8
月
18
日

以“睡眠是医学 问题还是社会问题”为主题的中国科协第
12
期新观点新
学说学术沙龙在北京胜利召开 ，来自全国各地、不同专业领域的
23
名知名专家学者围绕主
题展开了热烈的讨论。< br>伴随我国经济社会的快速发展，
各种竞争加剧使得生活节奏加快，
同
时由于生活 方式发生明显变化，睡眠日益成为现代人的“生活奢侈品”
，
2003
年中国睡眠研