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正常人的觉醒、睡眠与脑电活动分析

【摘要】:觉醒和睡眠都是人类维持生命活动必不可少的生理过程。根据自发脑电活动的频率,可将脑电波分为α、β、θ和δ等波形。一般认为,β波是大脑皮层处在紧张激动状态时电活动的主要表现。前者常称为慢波睡眠,后者称为异相睡眠。两种睡眠时相均可直接转为觉醒状态,但是在觉醒状态下,一般只能进入慢波睡眠,而不能直接进入异相睡眠。

觉醒和睡眠都是人类维持生命活动必不可少的生理过程。觉醒和睡眠随昼夜的变化而交替进行,机体只有在觉醒状态下,才能进行各种劳动、学习和生活。睡眠可以使人体的精力和体力得到恢复,保持良好的觉醒状态。

(一)脑电图

在头皮表面记录到的自发脑电活动称为脑电图(EEG)。根据自发脑电活动的频率,可将脑电波分为α、β、θ和δ等波形。

α波:是成年人安静闭目时主要的脑电波,在枕部和顶枕部最显著。α波频率为每秒8~13次,幅度为20~100 μV:其波幅呈现由小变大,然后由大变小,如此反复进行周期性改变,形成所谓α波的“梭形”。当被试者睁眼或接受其他激动性刺激时(如令其进行心算),则α波立即消失并转为快波,这种现象称为“α波阻断”。β波:当被试者睁眼视物进行思考活动时,β波即可出现。波在额叶与顶叶比较明显。频率为每秒14~30次,幅度为5~22 μV。一般认为,β波是大脑皮层处在紧张激动状态时电活动的主要表现。θ波:在成人困倦时可以出现。θ波在枕叶和顶叶比较明显,频率为每秒4~7次,幅度为20~150 μV。δ波,频率为0.5~3Hz/s,当成人睡眠期间、极度疲劳及深度麻醉状态下可出现此波,在婴儿时期也常出现。

(二)睡眠

1.睡眠的生理变化 睡眠是一种主动过程,由于机体内部的需要,感觉和运动性活动暂时停止,机体对外界刺激的反应性降低和意识的暂时中断。正常人睡眠的时间因年龄、个体以及个体生理状态的变化而不同。成年人一般每天需要7~9 h,儿童需要12~14 h,新生儿需要18~20 h,老年人较短,需要5~7 h,孕妇常常需要每日超过10 h的睡眠。

2.睡眠的时相 通过对整个睡眠过程的仔细观察,发现睡眠具有两种不同的时相状态。其一是脑电波呈现同步化慢波的时相,其二是脑电波呈现去同步化快波的时相。前者常称为慢波睡眠,后者称为异相睡眠。(www.chuimin.cn)

(1)慢波睡眠:慢波睡眠又称为非快速动眼(non-rapid eye movement,NREM)睡眠。一般是熟睡的状态,其表现为呼吸平稳,心率减慢,血压下降,代谢降低,全身骨骼肌张力降低,但保持一定的姿势。

(2)异相睡眠:异相睡眠也称为快波睡眠或快速动眼(rapid eye movement,REM)睡眠。异相睡眠期间,各种感觉功能进一步减退,以致唤醒阈提高,骨骼肌反射运动和肌紧张进一步减弱,肌肉几乎完全松弛,这些表现是异相睡眠期间的基本表现。此外,在异相睡眠期间还会有间断性的阵发性表现,例如眼球出现快速运动、部分躯体抽动,在人类还观察到血压升高和心率加快,呼吸加快且不规则。做梦是异相睡眠期间的特征之一。

成人进入睡眠后,首先是慢波睡眠,持续1~2 h后转入异相睡眠,后者维持20~30 min后,又转入慢波睡眠。整个睡眠过程中有4~5次交替。越接近睡眠后期,异相睡眠持续的时间越长。两种睡眠时相均可直接转为觉醒状态,但是在觉醒状态下,一般只能进入慢波睡眠,而不能直接进入异相睡眠。异相睡眠期间唤醒后往往能回忆梦境,慢波睡眠期觉醒者常常难以记起梦境。

3.睡眠的生理意义 人的一生大约有1/3的时间是在睡眠中度过的。睡眠对每个人来说都是必不可少的。它能促进人体生长发育,消除疲劳、恢复体力疲劳,保护脑细胞,使精力充沛。

(夏宁)