睡眠生理学

平均而言，人的一生有三分之一的时间在睡眠中度过。睡眠（或至少是活动和休息时间的交替）是所有生物体生理适应的重要机制。这证实了睡眠在维持最佳生命活动水平方面发挥着重要作用的理论。令人惊讶的是，我们对睡眠目的这样一个重要问题的理解却十分原始和模糊。需要进一步研究来发展该领域的基本概念。以下是对睡眠生理学的基本概述，包括其调节的主要机制以及解释其功能的假设。

患者经常会问自己需要多少睡眠。虽然最常见的答案是8小时，但有些人需要4.5小时的睡眠，而另一些人则需要10小时。因此，8小时只是一个平均值，一般来说，这个数字会因个体差异而存在很大差异。然而，由于睡眠时间明显偏离平均值的人占绝对少数，因此他们需要进行适当的检查，以发现可能存在的睡眠障碍。

不同生物物种的睡眠发生时间、持续时间和结构各不相同。人类往往在夜间入睡，日出后醒来。随着人工照明的出现和夜间工作的需要，许多人的睡眠和觉醒模式已显著偏离通常的节律，即夜间休息，白天活跃。

实验室研究表明，清醒或困倦的程度至少取决于两个因素：

1. 先前清醒的持续时间和
2. 昼夜节律。

因此，主要的困倦高峰出现在深夜，这与通常的就寝时间相吻合。另一个困倦高峰出现在白天，这与传统的午睡时间——许多国家都接受的下午休息时间——相吻合。由于午后疲劳和昼夜节律的生理过程，许多人在此时难以保持主动的清醒。

迄今为止，关于睡眠结构、睡眠阶段和时间特征的大部分信息都是通过一种特殊的方法获得的，这种方法可以记录睡眠过程中的生物电位——多导睡眠图（PSG）。多导睡眠图出现于20世纪40年代，如今已广泛应用于科学研究和原发性睡眠障碍的诊断。患者通常在晚上到睡眠实验室进行多导睡眠图检查。标准的多导睡眠图程序包括在头皮上放置至少两个电极（通常位于头顶和后脑勺）以记录脑电图。两个电极用于记录眼球运动，一个电极放置在脑肌上，以评估从睡眠到清醒过渡期间以及睡眠各个阶段的肌肉张力状态。此外，传感器还用于测量气流、呼吸努力、血氧饱和度，并记录心电图和肢体运动。为了解决某些问题，人们使用了各种改进的多导睡眠图方法。例如，使用附加脑电图导联来诊断夜间癫痫发作。在某些情况下，患者在睡眠期间的行为会被录像带记录下来，这可以记录患者的活动，并诊断梦游症或快速眼动 (REM) 睡眠行为障碍等疾病。此外，这项技术还可以进一步改进，以解决特殊的诊断问题。例如，在某些情况下，需要研究睡眠期间胃液的分泌情况；而诊断阳痿则需要了解睡眠期间阴茎的状态。

受试者在正常时间（如晚上 11 点）上床睡觉。从关灯到入睡的时间间隔称为睡眠潜伏期。虽然有些人会在几分钟内入睡，但大多数人会在 15-30 分钟内入睡。如果受试者在 45 分钟内未能入睡，就会变得焦躁不安。入睡困难通常是由于众所周知的实验室第一夜现象。对于失眠患者和健康志愿者来说，在睡眠实验室的第一夜都会产生压力，从而导致入睡潜伏期显著延长。许多在陌生环境（如酒店房间）过夜的人也会观察到类似的现象。入睡潜伏期的延长可能由多种因素引起：压力、陌生床铺或环境带来的不适感、体力消耗或睡前不久吃了一顿丰盛的晚餐。

第一阶段睡眠是介于清醒和睡眠之间的过渡状态。在此阶段，患者仅感到轻微困倦，即使轻声呼唤自己的名字也能做出反应。此阶段似乎无法促进休息或恢复，通常仅占总睡眠时长的 5-8%。第一阶段睡眠时间的增加是不安、间歇性睡眠的特征，这可能是由睡眠呼吸暂停、不安腿综合征或抑郁症引起的。

第二阶段通常占总睡眠时间的一半到三分之二。从某种程度上来说，它是睡眠的“核心”。它是一个单一且明确的阶段，在脑电图上以两种现象为特征：睡眠纺锤波和K波群。

通常，从第二阶段到第三阶段和第四阶段（深度睡眠阶段）的转变发生得相当快。

第三阶段和第四阶段通常被称为“慢速（慢波）睡眠”或“δ波睡眠”。在脑电图上，慢速睡眠的特征是明显的高振幅慢速δ波。在慢速睡眠期间，肌肉张力降低，植物性指标（脉搏、呼吸频率）减慢。在这个睡眠阶段，唤醒一个人非常困难，即使唤醒，他最初也会感到迷失方向和困惑。慢速睡眠被认为是睡眠中最“负责”休息和恢复体力的时期。通常，第一次慢速睡眠在入睡后30-40分钟开始，也就是通常在深夜。慢速睡眠通常在整个睡眠周期的前三分之一中表现得更为明显。

睡眠的最后一个阶段是快速眼动睡眠（REM）。众所周知，梦境主要与这一阶段相关。只有10%的梦境发生在其他睡眠阶段。睡眠阶段对梦境的性质有着深刻的影响。慢波睡眠中的梦境通常更加模糊、无结构——无论是内容还是体验者所体验到的感受。而REM睡眠中的梦境则相反，会留下生动的感受，情节清晰。从神经生理学的角度来看，REM睡眠具有三个主要特征：

1. 低幅度、高频率的活动类似于高度清醒状态下的脑电图模式；
2. 快速眼动；
3. 深层肌肉无力。

大脑“活跃”（低振幅、高频率脑电图活动）与身体“瘫痪”（肌肉张力减退）的结合，使得这一阶段有了另一个名称：“异相睡眠”。在快速眼动睡眠期间出现的肌肉张力减退似乎是一种进化适应，可以阻止身体对梦境做出反应。通常，第一次快速眼动睡眠在入睡后70至90分钟开始。入睡开始和第一次快速眼动睡眠开始之间的时间间隔称为快速眼动睡眠潜伏期。通常情况下，快速眼动睡眠约占总睡眠时间的25%。

第一个睡眠周期包含上述所有阶段的连续进展。第二个及之后的睡眠周期始于第二阶段，持续整个夜晚，之后是慢波睡眠和快速眼动睡眠。如上所述，慢波睡眠在夜晚的前三分之一时间里持续时间较长，而快速眼动睡眠在夜晚的后三分之一时间里更为常见。

在评估实验室睡眠记录研究的结果时，需要分析几个参数：入睡潜伏期、睡眠总时长、睡眠效率（睡眠时间与总记录时间之比）、睡眠碎片化程度（完全或不完全觉醒的次数，入睡后清醒的时间）以及睡眠结构（主要睡眠阶段的次数和持续时间）。此外，还会分析其他生理参数，例如与呼吸相关的参数（呼吸暂停、低通气）、血氧饱和度、周期性肢体运动和心率。这样就可以识别某些生理过程对睡眠的影响。例如，呼吸暂停发作会导致睡眠碎片化。

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