專題篇之六

第十一講腦的節(jié)律肖飛（FeiXiao，MD,PhD)(Jinanuniversity，)引言

我們居住的地球是一個富有節(jié)奏的環(huán)境。氣溫、降雨和白晝都隨著季節(jié)的變化而變化，每天晝夜交替。為了更好適應(yīng)環(huán)境獲得生存，動物的行為必需與環(huán)境的節(jié)奏相協(xié)調(diào)。睡眠和覺醒是最明顯的節(jié)律行為。在進(jìn)化過程中，腦形成了各種各樣的節(jié)律控制系統(tǒng)有節(jié)律周期有些較長，如冬眠動物的一些節(jié)律活動；另一些較短，如呼吸節(jié)律、心跳節(jié)律、行走步伐大腦皮層的電節(jié)律等,而人的睡眠過程也有周期性，一個周期大約90分鐘，每晚要經(jīng)過4-5次這樣的周期。

第十一講腦的節(jié)律一、意識一、不同的意識狀態(tài)二、生理性晝夜節(jié)律—生物鐘

意識的發(fā)生意識是腦的功能，伴隨著腦的出現(xiàn)而出現(xiàn)。意識現(xiàn)象是在動物適應(yīng)環(huán)境的活動過程中，隨著神經(jīng)系統(tǒng)的產(chǎn)生而出現(xiàn)，又是隨著神經(jīng)系統(tǒng)的不斷發(fā)展和不斷完善，才由初級不斷發(fā)展到高級的。

意識是大腦活動的結(jié)果，卻不是大腦活動的產(chǎn)品。單細(xì)胞動物-無脊椎動物-脊椎動物-靈長類動物–人意識現(xiàn)象是客觀事物作用于人的感覺器官，通過大腦活動而產(chǎn)生的?？陀^現(xiàn)實是意識活動的源泉和內(nèi)容。意識不僅僅是知覺，它是更加復(fù)雜的程序。我們不僅看見世界，而且而且主動的構(gòu)建感覺世界。通過視覺研究發(fā)現(xiàn)，大腦首先將影像的各個要素進(jìn)行分割，然后對各個組分分別進(jìn)行處理。要想處在有意識狀態(tài)，人腦必須有相應(yīng)的神經(jīng)活動并且與外觀世界有互動，即能被動接受一定的感覺信息，同時主動的對信息進(jìn)行加工。意識的形成意識水平某一時刻一個人對自己的活動能夠覺知的程度。1、意識水平分類：焦點意識：指我們集中注意而獲得的清晰的意識。如同學(xué)正在集中注意下力聽講座。下意識：焦點意識以外的意識。（邊緣意識）在擁擠嘈雜的室內(nèi)，你正與某人交談，忽略別人的談話和一般的噪音，突然聽到有人在談話中提到你的名字，馬上會引起你的注意。前意識：當(dāng)前不在意識之中的記憶和思維，在必要時可以把它帶到意識中。對于去年的春節(jié)晚會你可能未意識到，但如果你回憶的話，就可以回憶起來。潛意識：某些記憶、沖動和欲望是無法進(jìn)入意識。意識、前意識和潛意識2、注意與意識

意識的內(nèi)容：凡是人們已經(jīng)獲得和即將獲得的知識都有可能進(jìn)入我們的意識。注意是一種有選擇地加工某些刺激而忽略其他刺激的心理傾向。注意是聚光燈，意識是被照亮的部分。注意控制著信息通達(dá)意識的刺激數(shù)量。3、意識狀態(tài)

覺醒的意識狀態(tài)（神志清醒時）意識模糊（神志淡漠時）正常的無意識狀態(tài)（睡眠、夢、白日夢）異常無意識狀態(tài)（植物人、昏迷）持續(xù)植物人狀態(tài)與昏迷相同點：喪失任何自我意識的征象,也不能活動。特點：睡眠-清醒周期，眼睛的開閉是正常的。能夠醒來，盡管醒來對刺激也無反應(yīng)，也不能進(jìn)行高級的思考。有的PVS病人腦電波EEG異常。PVS可能對意識有錯覺。他們能自主呼吸、咀嚼、吞咽、眼睛凝視，瞳孔對光有部分反應(yīng)，甚至偶爾會笑或尖叫。腦電圖（electroencephalogram,ECG)腦電圖：病人頭上配帶腦電圖的記錄電極，記錄大腦表面產(chǎn)生的電信號，以波形圖的形式表現(xiàn)出來。ECG主要記錄的是大腦皮質(zhì)內(nèi)大量錐體神經(jīng)元樹突興奮時的電流。成為研究睡眠和覺醒生理學(xué)的有價值的工具。ECG原理

單個神經(jīng)元興奮時，其電信號太弱，不足以穿過顱骨和皮膚；信號互相抵消，產(chǎn)生不規(guī)則波形。只有當(dāng)電極下成千上萬的神經(jīng)元同時被激活時才能測量到足夠大的腦電信號，記當(dāng)?shù)接泄?jié)律的波形。不規(guī)則同步化清醒和安靜時的腦電圖α節(jié)律β節(jié)律眨眼偽跡閉上眼睛清醒安靜時可以看到α波活動，頻率為8-13Hz,在枕區(qū)最大。當(dāng)睜眼時，則可看到α節(jié)律被抑制。腦電波的種類和波形腦節(jié)律的功能至今，大腦的皮質(zhì)節(jié)律的功能在很大程度上還是一個謎。一種觀點認(rèn)為，神經(jīng)節(jié)律可以協(xié)調(diào)神經(jīng)系統(tǒng)不同區(qū)域之間的活動。在覺醒狀態(tài)下，腦的感覺系統(tǒng)和運(yùn)動系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生陣發(fā)性同步神經(jīng)活動。如當(dāng)你試圖抓住一個籃球時，同時對形狀、顏色、運(yùn)動、距離甚至籃球的含義反應(yīng)的不同神經(jīng)元趨于同步化，將分散的信息統(tǒng)一起來。另一種觀點則認(rèn)為，大多數(shù)的節(jié)律沒有直接的意義。盡管這些節(jié)律很有意思，但卻只是多種興奮性通路之間聯(lián)系而產(chǎn)生的副產(chǎn)品。不管腦節(jié)律是否真的有什么功能，但為我們了解腦的功能狀態(tài)提供了一個便利的窗口。睡眠中樞1949年Magoun和Moruzzi發(fā)現(xiàn)，電刺激中腦網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)能引起一種驚醒和激醒的狀態(tài)；這部分如果損傷的話，將引起一種類似的睡眠狀態(tài)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的中膽堿能神經(jīng)元發(fā)出纖維投射到大腦皮質(zhì)。這個部分被稱為上行網(wǎng)狀激活系統(tǒng)。睡眠階段人的一生有1/3的時間是在睡眠中度過的，而其中的1/4還處于活躍的做夢狀態(tài)。根據(jù)睡眠中腦電波的特征，可以分為快速動眼睡眠（REM）和非快速動眼（非REM）。每晚兩種睡眠交替進(jìn)行，90分鐘為一個循環(huán)，經(jīng)歷4-5個循環(huán)。REM：以低幅高頻腦電波和眼球快速運(yùn)動為主要特征，腦較為活躍，此時叫醒的話，80%以上的受試者都說在做夢。又稱為夢睡眠、快波睡眠。非REM：以高幅低頻慢波為特點。全身活動減弱，副交感活動占優(yōu)勢。非快動眼睡眠期：NREMS全身肌張力明顯下降。循環(huán)、呼吸、交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動水平降低且穩(wěn)定。血壓下降、心率和呼吸頻率減慢，腦血流減慢,腦代謝降低,機(jī)體總能量消耗減少,而垂體的促激素分泌增多,生長激素的分泌達(dá)到高峰，腎上腺類固醇分泌達(dá)到最低。有助于軀體休息和能量儲備，與機(jī)體的合成代謝有關(guān)，有利于機(jī)體的發(fā)育和疲勞消除?？靹友鬯咂冢篟EMS全身肌緊張下降。交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)功能失調(diào)：呼吸不均勻，心率和心輸出量進(jìn)一步減慢減少，血壓下降、腦血流量增加，有助于兒童腦生長和成人腦修復(fù)。與近期的學(xué)習(xí)能力、記憶和理解尤為密切。夢只在快速動眼期出現(xiàn)，如果醒來時正好是在快速動眼期，那么你就能知道自已做夢。反過來，如果醒來時正好是在非快速動眼期，那么你并覺得自已沒做夢。實際上，人每晚都要經(jīng)過4-5次快速動眼期，此時都會有夢的出現(xiàn)，也就是每天都要要做4-5次夢，關(guān)鍵是你都遺忘了，除非你做夢時醒了，就會記住這次的夢，讓你感覺整晚上都在做夢。古時將夢與“靈魂”聯(lián)系在一起，有人認(rèn)為“夢是離開肉體的靈魂。弗洛伊德認(rèn)為，被壓抑的欲望刺激神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生夢的原動力，欲望以象征的方式在夢中得到滿足。夢的釋疑現(xiàn)在觀點認(rèn)為：人睡眠時，大部分大腦皮質(zhì)神經(jīng)元被抑制了，開始休息?？偸怯猩贁?shù)“值夜班”的神經(jīng)元在興奮活動著，不然就沒辦法喚醒了。如母親在睡眠時對于周圍的嘈雜施工聲音可以全無察覺，但是對于自已孩子哪怕是極輕微的聲音都非常敏感。當(dāng)大腦皮質(zhì)中這些值夜班的興奮的神經(jīng)元毫無規(guī)律的互相聯(lián)系時，或者是在體內(nèi)外各種刺激的作用下活動起來，就使人進(jìn)入睡眠中荒誕離奇的“夢境”狀態(tài)。夢中的思維常常是毫無邏輯的，將很多個過去大腦中信息片斷“編織”起來，所以覺得夢境中有熟悉的情景，似曾相識，“日有所思，夜有所夢”。同時這些神經(jīng)元新的聯(lián)系有時產(chǎn)生了完全不同，甚至是離奇古怪的內(nèi)容。正如我們用不同形狀的“積木”可以拼湊出各種圖像。機(jī)體內(nèi)外較強(qiáng)的刺激也能被大腦所感和知，這些信息也就常常成為當(dāng)時做夢的內(nèi)容。如睡眠中尿液多了，就常常使人做“找?guī)苯庑”愕膲?。如天氣冷時，手腳伸到被子外面感到冷時，可能做夢時就夢見自已行走在冰天雪地中。夢也可以是人工制造出來的。夢就是不受控制的大腦隨機(jī)產(chǎn)生的影像

神經(jīng)學(xué)家魯?shù)婪颉ち旨{斯說，大腦是一架制造影像的機(jī)器。處于懈怠狀態(tài)時，它就產(chǎn)生隨意的影像，我們稱之為夢。清醒的時候，這些影像受到外界傳來的感覺資料的調(diào)控，而成為對外界的精確再現(xiàn)。

夢可能是多種潛意識暫時釋放并隨機(jī)組合為什么要睡覺？所有的動物都需要睡眠，但只有哺乳動物和一些鳥類有REM睡眠。也就是說只有它們和人一樣可以“做夢”。不同動物的睡眠時間相差很大。人大約8h，而蝙蝠需要18h,而馬和長頸鹿只需要3h。而一種寬吻海豚則不“睡覺”，他們是一側(cè)大腦半球休息2h,然后兩側(cè)半球保持清醒1h，接著另一側(cè)半球休息2h,然后再兩側(cè)半球保持清醒1h，如此循環(huán)可使每天晚上睡12h。高度警覺清醒右睡左工作左睡右工作右半腦左半腦需要睡眠的兩種最合理的觀點為恢復(fù)理論（restoration)和適應(yīng)理論(adaptation)。睡眠是種存保存能量的適應(yīng)行為。睡眠時，身體所做的工作僅僅是為了維持生命，所有的消耗都減到最低。對于生活在狐貍領(lǐng)地的松鼠來說，在月光下漫步太危險了。對松鼠來說，最好的策略莫過于在呆有洞穴里，睡眠則是達(dá)到這一目的的好方法。睡眠不是簡單的休息，因為安靜的休息當(dāng)然不能代替睡眠。長時間的剝奪睡眠可以導(dǎo)致嚴(yán)重的軀體和行為問題，甚至死亡。返回生物鐘存在生物鐘的第一個證據(jù)來自含羞草的觀察。其葉子白天抬起，黑夜落下。許多人想當(dāng)然的認(rèn)為，這種現(xiàn)象只不過是該植物對陽光的一種反應(yīng)，某種形式的反射活動。1729年，Jean對這種現(xiàn)象進(jìn)行研究他發(fā)現(xiàn)將葉子放入黑暗的壁櫥里，其葉子還是像以前那樣抬起和落下。這提示植物并沒有對太陽反應(yīng)，它很可能擁有一個內(nèi)在的生物鐘。機(jī)體內(nèi)有一個自我控制時間的類似“鐘”的系統(tǒng)。人類的節(jié)律周期為24.5---25.5小時。而環(huán)境中各種提示時間的線索統(tǒng)稱為環(huán)境鐘。通常情況下，生物種與環(huán)境鐘保持同步。在我們旅行過程中不得不突然進(jìn)入新的睡眠-覺醒周期時，也可發(fā)生短暫的失同步，也就是時差反應(yīng)，最好的治療方式就是明亮的光線，可幫助我們生物鐘恢復(fù)同步。視交叉上核：一種腦時鐘切除視交叉上核則可以消除睡眠和覺醒的生理性節(jié)律