覺醒和睡眠兩種生理活動(dòng)狀態(tài)交替出現(xiàn)，對于人體來說是必要的。只有在覺醒狀態(tài)下，人體才能進(jìn)行學(xué)習(xí)、工作、勞動(dòng)和其他活動(dòng)；通過睡眠，可以使人體的精力和體力得到恢復(fù)。

（一）覺醒狀態(tài)

覺醒狀態(tài)可分為腦電覺醒和行為覺醒兩種狀態(tài)。在行為覺醒狀態(tài)時(shí)，人或動(dòng)物出現(xiàn)覺醒時(shí)的各種行為表現(xiàn)。而腦電覺醒狀態(tài)是指人或動(dòng)物的腦電圖出現(xiàn)去同步化快波，但不表現(xiàn)覺醒行為。研究表明，這兩種覺醒狀態(tài)產(chǎn)生的機(jī)制可能是不同的。中腦黑質(zhì)多巴胺遞質(zhì)系統(tǒng)可能參與行為覺醒狀態(tài)的維持。而藍(lán)斑上部的去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)被破壞后，動(dòng)物腦電的快波明顯減少，即腦電覺醒不能維持。因此認(rèn)為藍(lán)斑上部的去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)可能與腦電覺醒的維持有關(guān)。腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動(dòng)系統(tǒng)（乙酰膽堿遞質(zhì)系統(tǒng)）對上述作用起調(diào)制作用。

（二）睡眠狀態(tài)

對整個(gè)睡眠過程的仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，睡眠可分為兩種不同的時(shí)相狀態(tài)，分別稱為慢波睡眠（slow wave sleep，SWW）和快波睡眠（fast wave sleep，F(xiàn)WW）。快波睡眠又稱異相睡眠（paradoxical sleep，PS）或快速動(dòng)眼（rapid eye movement，REM）睡眠。

在慢波睡眠時(shí)相，腦電圖呈現(xiàn)同步化的慢波。其主要生理表現(xiàn)為：嗅、視、聽、觸等感覺功能暫時(shí)減退；骨骼肌反射活動(dòng)和肌緊張減退；血壓下降、心率減慢、瞳孔縮小、尿量減少、體溫下降、代謝率減低、呼吸變慢、胃液分泌可增多而涎液分泌減少和發(fā)汗功能增強(qiáng)等。此時(shí)相中生長素分泌明顯增多。一般認(rèn)為，慢波睡眠有利于體力的恢復(fù)和促進(jìn)生長。

在快波睡眠期間，腦電圖呈現(xiàn)去同步化的快波。在此時(shí)相，各種感覺功能進(jìn)一步減退，以至喚醒閾提高；骨骼肌反射活動(dòng)和肌緊張進(jìn)一步減弱，肌肉幾乎完全松弛。此外，還會(huì)有間斷的陣發(fā)性表現(xiàn)，如眼球出現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)、部分肢體抽動(dòng)、血壓升高、心率加快和呼吸加深而不規(guī)則等。一般認(rèn)為，快波睡眠對促進(jìn)精力的恢復(fù)是有利的。動(dòng)物腦灌流實(shí)驗(yàn)觀察到，快波睡眠期間腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成加快。因此認(rèn)為快波睡眠對于幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的成熟有密切關(guān)系，并認(rèn)為此時(shí)相的睡眠有助于建立新的突觸聯(lián)系而促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)。快波睡眠期間自主神經(jīng)系統(tǒng)的一些陣發(fā)性表現(xiàn)如心率變快、血壓升高、呼吸加快等，又可能成為某些疾病發(fā)作的誘因。心絞痛、哮喘、阻塞性肺氣腫缺氧的發(fā)作常在此時(shí)相出現(xiàn)。在快波睡眠時(shí)，將受試者喚醒，80%的人報(bào)告說正在做夢，而在慢波睡眠期間此比例不足10%，所以做夢也是快波睡眠的一個(gè)特征。

在完整的睡眠過程中，以上兩種睡眠時(shí)相交替出現(xiàn)。成人睡眠開始于慢波睡眠，持續(xù)80～120min，然后轉(zhuǎn)入快波睡眠，持續(xù)20～30min，然后又轉(zhuǎn)入慢波睡眠。如此交替反復(fù)4～5次即完成睡眠過程。兩種時(shí)相的睡眠都可以直接轉(zhuǎn)為覺醒狀態(tài)。

對于恢復(fù)體力和精力而言，高質(zhì)量的睡眠至少有兩個(gè)要素。一是合理的時(shí)間，一般來說，成人每天睡眠需7～9h，老年人略少，兒童需要的睡眠時(shí)間較長，為10～12h。另一要素是睡眠狀態(tài)的質(zhì)量，特別是睡眠過程的完整。

思考題

1．結(jié)合感覺投射系統(tǒng)的知識(shí)，試分析古人“頭懸梁，錐刺股”對機(jī)體的生理作用。

2．參加體育比賽時(shí)你會(huì)覺得餓嗎？賽前、劇烈運(yùn)動(dòng)中和比賽結(jié)束休息一段時(shí)間后各有什么生理變化？試用生理學(xué)相關(guān)知識(shí)分析。

3．請用解剖生理學(xué)知識(shí)來解釋肝膽病變何以引起右肩胛部疼痛。

4．試述突觸傳遞與神經(jīng)-肌肉接頭傳遞的同異點(diǎn)。

5．試述脊休克、去大腦僵直、帕金森病產(chǎn)生的原因和機(jī)制。

（李偉東　賀耀德）