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高一生物知識(shí)：你對(duì)睡眠知多少（1）

2016-12-29 21:37:38 來(lái)源：滬江高考資源網(wǎng)

 　　什么是睡眠

　　睡眠的確切定義，隨著時(shí)代的變遷而有著不同的內(nèi)涵。最初法國(guó)學(xué)者認(rèn)為：睡眠是由于身體內(nèi)部的需要，使感覺(jué)活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)性活動(dòng)暫時(shí)停止，給予適當(dāng)刺激就能使其立即覺(jué)醒的狀態(tài)。后來(lái)人們認(rèn)識(shí)了腦電活動(dòng)，認(rèn)為：睡眠是由于腦的功能活動(dòng)而引起的動(dòng)物生理性活動(dòng)低下，給予適當(dāng)刺激可使之達(dá)到完全清醒的狀態(tài)。而經(jīng)過(guò)近些年的研究現(xiàn)代醫(yī)學(xué)大致認(rèn)為：睡眠是一種主動(dòng)過(guò)程，睡眠是恢復(fù)精力所必須的休息，有專(zhuān)門(mén)的中樞管理睡眠與覺(jué)醒，睡時(shí)人腦只是換了一個(gè)工作方式，使能量得到貯存，有利于精神和體力的恢復(fù);而適當(dāng)?shù)乃呤亲詈玫男菹ⅲ仁蔷S護(hù)健康和體力的基礎(chǔ)，也是取得高度生產(chǎn)能力的保證。我并不完全這么認(rèn)為。

　　睡眠是指大腦為了將刺激和刺激聯(lián)結(jié)分配固化給相應(yīng)神經(jīng)細(xì)胞(重整信息)的需要，把興奮點(diǎn)(注意)暫且轉(zhuǎn)移到原先興奮強(qiáng)度較弱的神經(jīng)細(xì)胞，并由那些神經(jīng)細(xì)胞接管人體的大部分生命活動(dòng)，而原先接受處理內(nèi)外刺激并做出反應(yīng)的興奮度較高的神經(jīng)細(xì)胞因防止沒(méi)有經(jīng)過(guò)深加工的刺激聯(lián)結(jié)相互干擾(信息過(guò)載)，(也可以理解為生化能量有限而醒著時(shí)這些神經(jīng)細(xì)胞以接受和處理刺激，創(chuàng)建和調(diào)用刺激聯(lián)結(jié)為主，睡眠時(shí)以整理、過(guò)濾和固化刺激聯(lián)結(jié)為主)，必須大部分屏蔽內(nèi)外刺激對(duì)這些神經(jīng)細(xì)胞的作用的必要的生命過(guò)程。精神疲勞體現(xiàn)為待處理或固化的刺激聯(lián)結(jié)過(guò)多，人本能的對(duì)刺激聯(lián)結(jié)儲(chǔ)存的不安、緊張和焦慮，睡眠起到消化這些刺激聯(lián)結(jié)的作用，這就表現(xiàn)為緩解疲勞。而睡眠質(zhì)量不高是指屏蔽度不夠或睡眠時(shí)間不足以充分消化刺激聯(lián)結(jié)的現(xiàn)象。嗜睡則是病態(tài)的過(guò)多過(guò)久屏蔽。這些都是神經(jīng)控制不足的表現(xiàn)。在睡眠中由于主動(dòng)性活動(dòng)減弱，人的體力也得到相應(yīng)恢復(fù)。

　　睡眠往往是一種無(wú)意識(shí)的愉快狀態(tài)，通常發(fā)生在躺在床上和夜里我們?cè)试S自己休息的時(shí)候。與覺(jué)醒狀態(tài)相比較，睡眠的時(shí)候人與周?chē)慕佑|停止，自覺(jué)意識(shí)消失，不再能控制自己說(shuō)什么或做什么。處在睡眠狀態(tài)的人肌肉放松，神經(jīng)反射減弱，體溫下降，心跳減慢，血壓輕度下降，新陳代謝的速度減慢，胃腸道的蠕動(dòng)也明顯減弱。這時(shí)候看上去睡著的人是靜止的，被動(dòng)的，實(shí)際不然，如果在一個(gè)人睡眠時(shí)給他作腦電圖，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，人在睡眠時(shí)腦細(xì)胞發(fā)放的電脈沖并不比覺(jué)醒時(shí)減弱。這證明大腦并未休息。正如一座夜間的蜂房，外表看上去蜜蜂都已歸巢休息，但實(shí)際上所有的蜜蜂都在為釀造蜂蜜而通宵達(dá)旦地忙碌。

　　睡眠 (sleep)高等脊椎動(dòng)物周期生出現(xiàn)的一種自發(fā)的和可逆的靜息狀態(tài)，表現(xiàn)為機(jī)體對(duì)外界刺激的反應(yīng)性降低和意識(shí)的暫時(shí)中斷。正常人腦的活動(dòng)，和所有高等脊椎動(dòng)物的腦一樣，始終處在覺(jué)醒和睡眠兩者交替出現(xiàn)的狀態(tài)。這種交替是生物節(jié)律現(xiàn)象之一。覺(jué)醒時(shí)，機(jī)體對(duì)內(nèi)、外環(huán)境刺激的敏感性增高，并能做出有目的和有效的反應(yīng)。睡眠時(shí)則相反，機(jī)體對(duì)刺激的敏感性降低，肌張力下降，反射閾增高，雖然還保持著自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能調(diào)節(jié)，可是一切復(fù)雜的高級(jí)神經(jīng)活動(dòng)，如學(xué)習(xí)、記憶、邏輯思維等活動(dòng)均不能進(jìn)行，而僅保留少量具有特殊意義的活動(dòng)，例如，鼠叫可喚醒沉睡的貓;乳兒哭聲易驚醒乳母等。除了周期性這一特征外，睡眠還有可逆性和自發(fā)性。前者指睡眠狀態(tài)能被外界或體內(nèi)的較強(qiáng)刺激所喚醒;后者則表示睡眠的發(fā)生是內(nèi)源性的，盡管它有時(shí)在一定程度上受環(huán)境和一些化學(xué)因素的影響。以上3個(gè)特征有助于區(qū)別睡眠和其他睡眠樣狀態(tài)，如冬眠主要由外界環(huán)境溫度降低引起，昏迷和昏睡則表現(xiàn)為睡眠狀態(tài)的不可逆性。催眠是由暗示所誘導(dǎo)的睡眠樣狀態(tài)，被催眠者的意識(shí)并未喪失，但其行為受催眠者的暗示所支配。有人研究，在睡眠過(guò)程中周期性地出現(xiàn)夢(mèng)，并伴有獨(dú)特的生理表征，有人認(rèn)為夢(mèng)是獨(dú)立于覺(jué)醒和睡眠之外的第3種狀態(tài)。其實(shí)這3種狀態(tài)有著內(nèi)在的密切聯(lián)系，如長(zhǎng)時(shí)間覺(jué)醒會(huì)導(dǎo)致“補(bǔ)償性”睡眠和夢(mèng)的增加。

　　睡眠從來(lái)就是人們感興趣的研究課題，因?yàn)槿说纳s有1/3是在睡眠中度過(guò)的，并且睡眠可以恢復(fù)精神和解除疲勞。自20世紀(jì)初，借助腦電圖的分析，發(fā)現(xiàn)睡眠時(shí)腦電活動(dòng)呈現(xiàn)特殊慢波。1952年又有人發(fā)現(xiàn)睡眠過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生短時(shí)間的、快速的眼球運(yùn)動(dòng)，并伴有快速低幅的腦電波。這一重要發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致睡眠研究的蓬勃發(fā)展。已經(jīng)證明。睡眠是大腦的主動(dòng)活動(dòng)過(guò)程，而不是被動(dòng)的覺(jué)醒狀態(tài)的取消;腦內(nèi)許多神經(jīng)結(jié)構(gòu)和遞質(zhì)參與睡眠的發(fā)生和發(fā)展(從而開(kāi)展了夢(mèng)的生理學(xué)研究以及臨床睡眠紊亂癥的鑒別診斷和治療等)。但至今對(duì)睡眠的起源、發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制，時(shí)相轉(zhuǎn)換的生理基礎(chǔ)，以及睡眠如何消除疲勞等重要問(wèn)題仍然不甚了解。

　　正常睡眼的時(shí)相

　　睡眠由兩個(gè)交替出現(xiàn)的不同時(shí)相所組成，一個(gè)是慢波相，又稱(chēng)非快速眼動(dòng)睡眠，另一個(gè)則是異相睡眠，又稱(chēng)快速眼動(dòng)睡眠，此時(shí)相中出現(xiàn)眼球快速運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)常做夢(mèng)。非快速眼動(dòng)睡眠主要用于恢復(fù)體力,快速眼動(dòng)主要用于恢復(fù)腦力.

　　慢波睡眠

　　根據(jù)人腦電波的特征，通常將此時(shí)相區(qū)分為4個(gè)不同的期，即相應(yīng)于睡眠由淺入深的過(guò)程。第1期呈現(xiàn)低電壓腦波，頻率快慢混合，而以4～7周/秒的頻率為主，它常出現(xiàn)在睡眠伊始和夜間短暫蘇醒之后。第2期也是較低電壓腦波，中間插入短串的12～14周/秒的睡眠梭形波和K復(fù)合波，它是慢波睡眠的主要成分，代表淺睡過(guò)程。第3期的腦電圖常有短暫的高電壓波，超過(guò)50微伏，頻率為1～2周/秒，叫做δ波。第4期，δ波占優(yōu)勢(shì)，其出現(xiàn)時(shí)間占總時(shí)間的50%似上，代表深睡狀態(tài)。因此，3、4兩期僅有量的差別，而無(wú)質(zhì)的差異。一般認(rèn)為慢波睡眠第4期具有消除疲勞的功能，因?yàn)槿嗽陂L(zhǎng)時(shí)間體力勞動(dòng)或不睡后，在恢復(fù)睡眠中此期延續(xù)很久。隨著睡眠由淺入深，意識(shí)逐步喪失，血壓略降，心率、呼吸減慢，瞳孔縮小，體溫和代謝率均下降，尿量減少，胃液增多，唾液分泌減少，發(fā)汗功能增強(qiáng)等。

　　異相睡眠

　　它是在睡眠過(guò)程中周期出現(xiàn)的一種激動(dòng)狀態(tài)。腦電圖呈現(xiàn)快頻低壓電波，類(lèi)似清醒時(shí)腦波。自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)增強(qiáng)，如心率、呼吸加速，血壓升高，腦血流及耗氧量均增加，在男性則有陰莖勃起。此外，睡者時(shí)時(shí)翻身，面和指(趾)端肌肉不時(shí)抽動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物還記錄到單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的放電活動(dòng)非但高于慢波相，有時(shí)還超過(guò)清醒狀態(tài)下的活動(dòng)水平。人的異相睡眠，和動(dòng)物的一樣，表現(xiàn)出3個(gè)特征：①低電壓，快頻腦波;②頸部肌肉張力松弛以及脊髓反射被抑制，此時(shí)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)受到很強(qiáng)抑制;③頻繁出現(xiàn)快速的眼球運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在一些和視覺(jué)有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)，包括大腦皮層視區(qū)，出現(xiàn)高大銳波，統(tǒng)稱(chēng)腦橋-膝狀體-枕區(qū)皮層波(PGO)。由于快速眼動(dòng)只存在于異相睡眠中，故后者常被叫做快速眼動(dòng)睡眠。

　　睡眠時(shí)相的轉(zhuǎn)換

　　正常成年人入睡后，首先進(jìn)入慢波相，通常依次為1～2～3～4～3～2等期，歷時(shí)70～120分鐘不等，即轉(zhuǎn)入異相睡眠，約5～15分鐘，這樣便結(jié)束第1個(gè)時(shí)相轉(zhuǎn)換，接著又開(kāi)始慢波相，并轉(zhuǎn)入下一個(gè)異相睡眠，如此周而復(fù)始地進(jìn)行下去。整個(gè)睡眠過(guò)程，一般有4～6次轉(zhuǎn)換，慢波相時(shí)程逐次縮短，并以第2期為主，而異相時(shí)程則逐步延長(zhǎng)。以睡眠全時(shí)為100%，則慢波睡眠約占80%，而異相睡眠占20%。將睡眠不同時(shí)相和覺(jué)醒態(tài)按出現(xiàn)先后的時(shí)間序列排列，可繪制成睡眠圖，它能直觀地反映睡眠各時(shí)相的動(dòng)態(tài)變化。

　　睡眠深度

　　一般是以身體活動(dòng)減少和感覺(jué)靈敏度降低作為衡量的指標(biāo)。此外，一些生理指標(biāo)，特別是喚醒閾，也指示慢波相的第3、4期是深睡時(shí)期。至于異相睡眠的深度則很難判定，因?yàn)樗幢憩F(xiàn)肌張力松弛，又常出現(xiàn)全身翻轉(zhuǎn)和面、指肌抽動(dòng);在感覺(jué)方面，外界無(wú)關(guān)的刺激較難喚醒睡者，可是當(dāng)刺激具有特殊含義或者和他做夢(mèng)的內(nèi)容有關(guān)時(shí)，則極易喚醒。這些矛盾提示，在異相睡眠中腦內(nèi)發(fā)生一種主動(dòng)過(guò)程能切斷它和外界無(wú)關(guān)刺激的聯(lián)系。如果依自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)強(qiáng)弱來(lái)判別，則異相睡眠更接近覺(jué)醒狀態(tài)，如在此時(shí)相喚醒睡者，他會(huì)說(shuō)自己正在熟睡;反之，在慢波相時(shí)喚醒他，則說(shuō)睡得不熟。推測(cè)這種主觀的睡眠意識(shí)可能與他的夢(mèng)境有關(guān)聯(lián)。綜上所述，對(duì)睡眠深度的精確測(cè)定是困難的，目前的趨向是將異相和慢波相看作兩個(gè)獨(dú)立的狀態(tài)。

　　有些自主神經(jīng)活動(dòng)隨睡眠過(guò)程的發(fā)展而變化，似和兩個(gè)時(shí)相關(guān)系不大。例如，體溫從睡眠開(kāi)始便逐漸下降，5～6小時(shí)達(dá)最低點(diǎn)，然后又逐漸回升。有人提出，睡眠時(shí)仍能學(xué)習(xí)口述材料，可是腦電圖的分析證明，睡者實(shí)際上是處在朦朧狀態(tài)。夢(mèng)囈多發(fā)生在慢波睡眠的第2期，而夢(mèng)游則無(wú)例外地發(fā)生在慢波第4期中，并且兩者一般都和夢(mèng)的內(nèi)容無(wú)關(guān)。

　　個(gè)體發(fā)生 新生兒平均每天睡16小時(shí)，嬰兒睡眠時(shí)間逐漸縮短，至2歲時(shí)約睡9～12小時(shí)。成年人的睡眠時(shí)間因人而異，通常為6～9小時(shí)不等，一般認(rèn)為7小時(shí)半是合適的�？墒抢夏耆说乃呓�(jīng)常少到6小時(shí)。根據(jù)腦電圖的分析，新生兒的異相睡眠約占睡眠總時(shí)間的50%，并且入睡后很快就進(jìn)入異相時(shí)期，成年人約占20%，而老人則不到20%。在成年人凡異相睡眠時(shí)間低于15%或高于25%的則被認(rèn)為不正常。同樣，慢波相第4期也隨年齡增長(zhǎng)而逐漸減少。至于睡眠與覺(jué)醒的周期更替，新生兒一天中約5～6次，嬰兒逐漸減少，學(xué)齡兒童每天約1～2次的睡眠。有些老年人又恢復(fù)一日睡幾次的習(xí)慣。以上隨年齡增長(zhǎng)所產(chǎn)生的睡眠變化可能和個(gè)體發(fā)育，特別是腦的覺(jué)醒系統(tǒng)的發(fā)育有關(guān)，此外也和家庭、學(xué)校環(huán)境以及社會(huì)活動(dòng)的需要有關(guān)。在哺乳動(dòng)物，隨著腦發(fā)育進(jìn)程的不同，睡眠的成熟過(guò)程也不相同，例如，初生小貓出生第1天幾乎都是異相睡眠，從第2天起出現(xiàn)慢波睡眠，一月后，接近成年貓的睡眠類(lèi)型;大鼠則在出生后兩周內(nèi)，幾乎全部是異相睡眠，一月后，異相睡眠縮短到10%;初生豚鼠異相睡眠不到10%，隨后很快發(fā)展到低于5%。

　　(責(zé)任編輯：張新革)

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