覺醒與睡眠是人類和哺乳類動物最明顯的晝夜節(jié)律之一，是機(jī)體必不可少的生理過程。人類覺醒時可以從事各種體力和腦力勞動，睡眠時機(jī)體得到了休息，精力和體力恢復(fù)。若睡眠障礙常導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)特別是大腦皮層活動失常，使記憶力減退，工作能力下降等。

圖10-19 正常腦電圖的描記和波形

A．腦電圖記錄方法示意圖；B．腦電圖的各種波形

（一）覺醒的維持

覺醒狀態(tài)的維持可能與腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng)的作用有關(guān)。各種傳入沖動，經(jīng)腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上行激動系統(tǒng)的傳導(dǎo)，使大腦皮質(zhì)處于覺醒狀態(tài)。

覺醒狀態(tài)可分為腦電覺醒（腦電波呈現(xiàn)快波表現(xiàn)）和行為覺醒（通常的清醒狀態(tài)下的各種行為表現(xiàn)）兩種狀態(tài)。中腦黑質(zhì)多巴胺系統(tǒng)對行為覺醒的維持有關(guān)，而藍(lán)斑上部的去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)和腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膽堿能遞質(zhì)系統(tǒng)與腦電覺醒的維持有關(guān)。

（二）睡眠的時相

根據(jù)腦電波不同，可把睡眠分為慢波睡眠和快波睡眠兩個時相。

1．慢波睡眠 慢波睡眠的表現(xiàn)及特征：①EEG呈同步化慢波，因此稱為慢波睡眠；②各種感覺功能如嗅、視、聽、觸覺均暫時減退，喚醒閾增高；③骨骼肌反射活動及肌張力減弱；④自主神經(jīng)活動減退，如心率減慢、血壓下降、呼吸變慢、尿量減少、體溫下降、發(fā)汗增多、胃液分泌增多而唾液分泌減少等；⑤生長激素分泌增加。因此，慢波睡眠生物學(xué)意義是促進(jìn)機(jī)體生長和恢復(fù)體力。

2．異相睡眠（快波睡眠） 主要表現(xiàn)及特征：①EEG呈去同化快波；②感覺功能進(jìn)一步減退，喚醒閾更高；③骨骼肌肌張力進(jìn)一步減弱，幾乎完成松弛；④出現(xiàn)間斷性陣發(fā)表現(xiàn)，如眼球快速運動（故又稱快動眼睡眠）、呼吸急促、血壓增高、心率加快和四肢抽動；⑤做夢多在此時相發(fā)生。動物研究表明，在快波睡眠時相，蛋白質(zhì)合成增加，新突觸形成增加，因此，快波睡眠和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、學(xué)習(xí)記憶和精力恢復(fù)有關(guān)。臨床上快波睡眠又與某些疾病的發(fā)作有關(guān)，因為陣發(fā)性表現(xiàn)常導(dǎo)致心絞痛、哮喘和阻塞性肺氣腫缺氧的夜間發(fā)作。

生理狀態(tài)下，在整個睡眠過程中，慢波睡眠與異相睡眠兩個時相不斷相互轉(zhuǎn)化。成年人睡眠一開始首先進(jìn)入慢波睡眠，慢波睡眠持續(xù)80～120min后，轉(zhuǎn)入異相睡眠；異相睡眠持續(xù)20～30min左右后，又轉(zhuǎn)入慢波睡眠；以后又轉(zhuǎn)入異相睡眠。整個睡眠期間，這種反復(fù)轉(zhuǎn)化約4～5次，越接近睡眠后期，異相睡眠持續(xù)時間越長。

正常人每天睡眠所需時間依年齡、個體而有不同。一般成人每天需7～9h，新生兒需18～20h，兒童的睡眠時間要比成人長，老年人睡眠時間較短。同一個人的不同時期，由于生理狀態(tài)的變化，所需的睡眠時間會有所增減。如女性的月經(jīng)期睡眠時間可能會增多，孕婦常常需要每天超過10h的睡眠，重體力勞動或體育運動后睡眠時間一般延長。而過度的腦力勞動卻常常使人睡眠減少。

關(guān)于睡眠產(chǎn)生的機(jī)制，大多認(rèn)為在腦干尾端存在著一個睡眠中樞，其向上傳導(dǎo)可作用于大腦皮質(zhì)，并與上行激動系統(tǒng)相拮抗，從而調(diào)節(jié)睡眠與覺醒的相互轉(zhuǎn)化。慢波睡眠可能與腦干內(nèi)5-羥色胺遞質(zhì)系統(tǒng)的活動有關(guān)，異相睡眠可能與腦干內(nèi)5-羥色胺和去甲腎上腺素遞質(zhì)系統(tǒng)的活動有關(guān)。