第十章_第六节_觉醒、睡眠与脑电活动

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1、 第六节第六节觉醒、睡眠与脑电活动觉醒、睡眠与脑电活动 wakefulness & sleep Electric activity of the brain 一、脑电活动一、脑电活动 ( (一一) )脑电图脑电图 (electroencephalogram,EEG) 自发脑活动自发脑活动：在无明显感觉刺激情在无明显感觉刺激情 况下，大脑皮层经常自发产生的节况下，大脑皮层经常自发产生的节 律性电位变化。律性电位变化。 脑电图脑电图：应用记录电极在头皮应用记录电极在头皮 表面表面 所记录的自发脑电活动。所记录的自发脑电活动。 皮层电图皮层电图：在开颅情况下，应用记在开颅情况下，应用记 录电

2、极在皮层表面所记录的自发脑录电极在皮层表面所记录的自发脑 电活动。电活动。 1 1脑电图的基本波形脑电图的基本波形 各波参数及意义各波参数及意义频率频率( (次次/s) /s) 幅值（幅值（VV） 意义意义 波：波：0.50.53 3 慢慢 2020200 200 高高 ( (睡眠、疲劳睡眠、疲劳) ) 波：波：4 47 1007 100150 150 （困倦）（困倦） 波：波：8 813 2013 20100 100 （清醒安静）（清醒安静） 波：波：141430 30 快快 5 520 20 低低 （紧张活动）（紧张活动） 波梭形和波梭形和波阻断波阻断正常人正常人波在清醒、闭目、安静时出现

3、，波在清醒、闭目、安静时出现，呈由小变大，又由大变小的梭形变化，呈由小变大，又由大变小的梭形变化，称为称为波梭形。每个梭形持续波梭形。每个梭形持续1-2s1-2s。当受试者睁眼或接受刺激时当受试者睁眼或接受刺激时波消失并波消失并转为快波，称为转为快波，称为波阻断。波阻断。 同步化与去同步化同步化与去同步化 当大脑皮层神经元的活动趋向步调当大脑皮层神经元的活动趋向步调 一致时一致时, ,出现出现低频高幅慢波低频高幅慢波, ,称为称为同同 步化步化。如。如,波就是一种同步化波。波就是一种同步化波。 当大脑皮层神经元的活动步调不一当大脑皮层神经元的活动步调不一 致时，出现致时，出现高频低幅快波高频低

4、幅快波，称为，称为去去 同步化同步化。如，。如，波阻断后出现的波阻断后出现的 波，就是一种去同步化波。波，就是一种去同步化波。 2 2脑电波的形成机制脑电波的形成机制 皮层表层的电位变化是大量皮层表层的电位变化是大量皮层皮层 神经元神经元突触后电位同步总和突触后电位同步总和形成形成 的，其中锥体细胞同步发生的突的，其中锥体细胞同步发生的突 触后电位的总和起重要作用。触后电位的总和起重要作用。皮层神经元的同步化节律源于丘脑皮层神经元的同步化节律源于丘脑 对轻度麻醉动物的髓板内核群对轻度麻醉动物的髓板内核群 施加施加8-128-12次次/s/s的节律性的节律性电刺激电刺激， 在皮层会引导出类似在皮

5、层会引导出类似波的脑波的脑 电活动；电活动； 中度麻醉动物，即使无感觉刺激，中度麻醉动物，即使无感觉刺激， 皮层也会出现皮层也会出现8-128-12次次/s/s的类似的类似波波 的自发脑电活动，的自发脑电活动，切断皮层与丘脑切断皮层与丘脑 之间的纤维联系之间的纤维联系，该类电活动减少；，该类电活动减少；以以6060次次/s/s的节律性电刺激来刺激的节律性电刺激来刺激 丘脑非特异投射系统，丘脑非特异投射系统，干扰干扰丘脑丘脑 非特异投射系统非特异投射系统与与皮层神经元之皮层神经元之 间间的同步化的同步化联系联系，脑电图出现去，脑电图出现去 同步化快波，引起同步化快波，引起波阻断。波阻断。 以上说

6、明以上说明，皮层神经元的同步化节，皮层神经元的同步化节律来源于丘脑，是皮层神经元与丘律来源于丘脑，是皮层神经元与丘脑非特异投射系统之间的交互作用，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系统的活动，促进了皮层电活动的同步化。同步化。 ( (二二) ) 皮层诱发电位皮层诱发电位 evoked cortical potential在感觉传入冲动的激发下，在大脑皮在感觉传入冲动的激发下，在大脑皮层某一局限区域记录出的波形较为固层某一局限区域记录出的波形较为固定的电位变化。定的电位变化。1.1.波形：波形：主反应：先正主

7、反应：先正( (向下向下) ) 后负后负( (向上向上) )；后发放：一系列正相周期性波动。是皮层后发放：一系列正相周期性波动。是皮层与丘脑感觉接替核团之间环路活动的结果。与丘脑感觉接替核团之间环路活动的结果。 2.2.意义意义：临床用于中枢病变定位诊：临床用于中枢病变定位诊断，如视觉诱发电位、体感诱发电位、断，如视觉诱发电位、体感诱发电位、听觉诱发电位等；用于科学研究，如听觉诱发电位等；用于科学研究，如皮层感觉区的定位。皮层感觉区的定位。二、睡眠与觉醒二、睡眠与觉醒 Wakefulness & Sleep( (一一) )觉醒状态的维持觉醒状态的维持 1.1.网状结构上行激动系统网状结

8、构上行激动系统 Ascending reticular activating system 动物实验：动物实验：刺激中脑网状结构，能唤醒动物，脑刺激中脑网状结构，能唤醒动物，脑电呈电呈去同步化快波去同步化快波；在中脑头端切断网状结构，动物昏睡，在中脑头端切断网状结构，动物昏睡，脑电呈脑电呈同步化慢波同步化慢波；表明表明：脑干网状结构内存在着具有上：脑干网状结构内存在着具有上行唤醒作用的功能系统，即网状结构行唤醒作用的功能系统，即网状结构上行激动系统。上行激动系统。 (2) (2)网状结构上行激动系统是通过丘网状结构上行激动系统是通过丘 脑脑非特异投射系统非特异投射系统而起作用的；而起作用的；

9、(3)(3)网状结构上行激动系统是一个网状结构上行激动系统是一个多多 突触的接替系统突触的接替系统，易受药物影响，易受药物影响 而产生传导阻滞。而产生传导阻滞。 2.2.觉醒状态分成两部分觉醒状态分成两部分： 脑电觉醒脑电觉醒状态：脑电波表现为状态：脑电波表现为 去同步化快波，但不一定呈现去同步化快波，但不一定呈现 觉醒探究行为觉醒探究行为; ; 行为觉醒行为觉醒状态：出现觉醒时的状态：出现觉醒时的 各种行为表现各种行为表现, ,尤其是尤其是探究行为探究行为; 两种觉醒两种觉醒的维持机制不同。的维持机制不同。 3. 3.脑电觉醒状态的维持脑电觉醒状态的维持： 脑干网状结构上行激动系统的递脑干网

10、状结构上行激动系统的递 质是质是AChACh。静脉。静脉注射阿托品注射阿托品, ,可阻可阻 断脑干网状结构对脑电的唤醒作断脑干网状结构对脑电的唤醒作 用，脑电呈同步化慢波，而用，脑电呈同步化慢波，而不出不出 现快波现快波；但行为上不表现睡眠。；但行为上不表现睡眠。 ( (即即脑电不觉醒，行为觉醒脑电不觉醒，行为觉醒) ) 破坏蓝斑核上部破坏蓝斑核上部( (去甲肾上腺系统去甲肾上腺系统) ) 后，脑电后，脑电快波明显减少快波明显减少，新异刺激，新异刺激 仍能引起快波，但刺激一旦停止，仍能引起快波，但刺激一旦停止， 唤醒作用随即停止。唤醒作用随即停止。 以上说明以上说明：脑电觉醒状态的维持与：脑电

11、觉醒状态的维持与 脑干网状结构上行激动脑干网状结构上行激动AChACh 系统的系统的 时相性作用时相性作用及蓝斑核上部及蓝斑核上部去甲肾上去甲肾上 腺腺系统的系统的持续性紧张性持续性紧张性作用有关。作用有关。 4. 4.行为觉醒状态的维持行为觉醒状态的维持： 单纯破坏黑质多巴胺递质系统，单纯破坏黑质多巴胺递质系统， 动物动物行为行为上上不不表现为表现为觉醒觉醒，对新，对新 异刺激不能表现探究行为，但脑异刺激不能表现探究行为，但脑 电仍出现快波电仍出现快波( (脑电觉醒脑电觉醒) )。 因此，因此，行为觉醒行为觉醒状态的维持可能状态的维持可能 与与黑质多巴胺递质系统黑质多巴胺递质系统功能有关。功