第一节
什么是睡眠

一、睡眠的发生

睡眠是机体从觉醒状态向无意识状态逐渐过渡的动态过程，其间机体自主行为消失，对外界环境刺激反应减弱。虽然人体进入睡眠状态所需要的时间长短不一，但机体可以从睡眠状态迅速转换为觉醒状态，这也是睡眠的一个重要特征。神经递质等化学信号物质通过作用于大脑中不同神经细胞或神经元来控制机体睡眠和觉醒。脑干中神经元连接大脑和脊髓，产生的神经递质如血清素、去甲肾上腺素等可以使我们清醒时大脑某些区域保持活跃。当人体睡着时，大脑底部其他神经元发出信号，关闭保持清醒的神经传递通路。研究表明，清醒时腺苷在我们的血液中不断积累，最后导致昏昏欲睡，这种化学物质在我们睡觉时逐渐分解，为觉醒做准备。睡眠在不同年龄段人群中呈现出不同的生理特点，从婴幼儿期、青少年期、成年期到老年期的每一天都存在睡眠与觉醒交替活动，其间大脑并非静默状态，而是存在明显的周期性规律。早期研究以正常成年人为研究对象，发现稳定的整夜睡眠呈现出特定的睡眠结构。

大脑以下几个区域与睡眠的发生息息相关。

（1）下丘脑。下丘脑是位于大脑深处花生般大小的结构，包含一系列神经细胞，它们是调控睡眠和觉醒的核心。下丘脑中有成千上万个视交叉上核（Suprachiasmatic Nucleus，SCN），通过眼部视觉功能接收光线强弱信息并控制人体的行为节奏。SCN受损的人群会有一定程度的睡眠不规律，因为他们无法将昼夜节律与昼夜周期相匹配。大多数盲人有一定的感知光线能力，从而可以调整睡眠及觉醒周期。

（2）脑干网状结构。位于大脑底部的脑干网状结构具有众多神经纤维纵横穿行，神经元的树突分支多且长，用来接收和加工来自多方面的传入信息，控制清醒和睡眠之间的转换。下丘脑和脑干中的促进睡眠细胞会产生一种叫作γ-氨基丁酸（Gamma-Aminobutyric Acid，GABA）的化学物质，GABA能够抑制下丘脑和脑干觉醒中枢的活动。脑干（尤其是脑桥和延髓）在快速眼动睡眠中也起着特殊的作用，能够发出放松全身肌肉的信号，从而使我们不会把睡梦中的运动付诸实践，对人体起到保护作用。

（3）丘脑。丘脑充当从感觉到大脑皮层信息的中转站，在睡眠过程的大部分时间里，丘脑保持静默，使机体逐渐脱离外界干扰。但在快速眼动睡眠期间，丘脑是十分活跃的，会向大脑皮层传输图像、声音和感觉来丰富我们的梦境。

（4）松果体。松果体位于两大脑半球之间，主要功能是接收SCN信号并促进褪黑素的分泌，褪黑素在光线昏暗时分泌增加可以促进机体进入睡眠。失明人群无法通过自然光变化来调节睡眠，可以通过每天同一时间服用少量褪黑素来稳定睡眠。研究者认为随着时间的推移，褪黑素分泌的高峰和低谷对身体昼夜节律与外界环境昼夜周期相匹配非常重要。

（5）基底前脑。靠近大脑前部和底部的基底前脑也是促进睡眠和觉醒的重要区域，部分中脑充当唤醒系统。基底前脑和其他区域的细胞释放的腺苷（细胞能量消耗的化学副产物）对促进睡眠有重要作用。日常饮食中摄取的咖啡因就是通过阻断腺苷的分泌来抵消睡意的。

（6）杏仁核。杏仁核是一种杏仁状结构，参与大脑对情绪的处理，在快速眼动睡眠期间变得越来越活跃。

二、睡眠的分期

在研究睡眠周期过程中，生理学家通过脑电记录仪分析人体睡眠和觉醒状态下的脑电波，发现其中的变化规律。婴儿每日睡眠时间长且受外界干扰较少，因此通过对婴儿安静睡眠进行研究，研究人员发现人体安静睡眠时发生快速眼球运动，随后发现睡眠期眼球的运动与脑电波变化规律呈相关关系，根据眼球运动规律确定了人类睡眠存在的两种类别，即非快速眼动（Non Rapid Eye Movement，NREM）睡眠和快速眼动（Rapid Eye Movement，REM）睡眠。其中非快速眼动睡眠也被称为慢波睡眠（Slow Wave Sleep）或者正相睡眠（Orthodox Sleep），快速眼动睡眠也被称为快波睡眠（Fast Wave Sleep）或者异相睡眠（Paradoxical Sleep，PS）。正常成人整夜睡眠一般会经历5个阶段，分别是NREM 1~4期以及REM期。这些睡眠阶段以循环的方式进行，从NREM 1期开始3~7分钟，进入2期睡眠持续10~25分钟，然后经历3~4期，最后到REM期完成一个周期，之后再回到NREM 1期或者2期，如此循环往复。研究统计发现，儿童和成人几乎有50%的睡眠时间在NREM 2期，大约20%的睡眠时间分布在REM期，相比之下婴儿有大约一半的睡眠时间都处于REM期。不同睡眠分期的脑电波变化特点及生理感觉特征见表1-1。可以发现，人们睡眠时间大部分分布在NREM 1~2期和REM期。