8.睡眠与觉醒有哪些研究进展
睡眠与觉醒是一种生物节律,也是一种重要的生物节律。关于睡眠与觉醒的机制,早期认为,睡眠与觉醒是被动过程。后经巴甫洛夫等科学家的研究对睡眠与觉醒机制的研究具有以下的进展。
(1)睡眠与觉醒是主动调节过程:瑞士的Hess用低频电脉冲刺激猫的丘脑能够导致猫深度睡眠;若刺激下丘脑后部则能产生正常觉醒时的全部征象,提示睡眠、觉醒的机制是一个双重调节系统,包括开启觉醒状态和开启睡眠状态两部分,两者有着不同调节机制。
Batini等发现,脑干网状结构的头端含有为维持觉醒所必需的神经元;而脑干尾侧则包含能够诱发睡眠的特定区域。脑干内存在特定的睡眠诱导区,位于脑桥中央与延髓尾侧之间,它们包括中缝核、孤束核、蓝斑以及网状结构背内侧的一些神经元。这些结构共同组成了脑干上行网状抑制系统,脑干上行网状抑制系统与上行网状激活系统功能的动态平衡,调节着睡眠与觉醒的相互转化。因此,睡眠是中枢神经系统产生的主动调节过程。
(2)睡眠的体液调节机制:研究证明,脑桥中蓝斑和缝际核与REM的发生有关,而中脑的缝际核可能与NREM有关;缝际核含有5-羟色胺能神经元,蓝斑含有去甲肾上腺素能神经元,用化学方法使5-羟色胺增加或减少,可使NREM和REM易化或抑制;则5-羟色胺能神经元中枢通路可能与NREM的维持和REM的激发有关,而去甲肾上腺素能神经元中枢通路可能与REM的维持和觉醒有关。
5-羟色胺(5-HT)、去甲肾上腺素(NA)和乙酰胆碱(ACh)等神经递质参与睡眠和觉醒的调节过程。中缝核头部的5-HT能神经元参与产生和维持NREM睡眠,而蓝斑尾部的NA神经元及低位脑干被盖部的ACh神经元,则在中缝核尾部5-HT能神经元的触发下,产生REM睡眠。这三种中枢神经递质的交互作用导致觉醒与睡眠以及NREM睡眠和REM睡眠的周期性变化。研究还发现,参与睡眠和觉醒的体液调节物质还有免疫因子、激素和肽类物质等。
(3)关于睡眠机制的一些论点:论点一,存在睡眠中枢。专家指出,睡眠是由于中枢神经系统内部发生的一个主动过程所致,在中枢内存在着睡眠中枢,就是脑干网状结构中的上行激活系统和上行抑制系统。论点二,存在转化系统。在脑干部位存在能引起睡眠与脑电波同步化的中枢,中枢向上传导可作用于大脑皮质(有人称之为上行抑制系统),与上行激动系统相对抗,从而调节睡眠与觉醒的相互转化。论点三,睡眠与某种神经递质有关。慢波睡眠主要与脑内5-羟色胺递质系统有关;异相睡眠主要与脑内5-羟色胺和去甲肾上腺素有关。
(陆恒)