睡眠生物学

病理方面

睡眠的病理可分为六大类：失眠（难以启动或维持睡眠）；睡眠相关的呼吸障碍（例如睡眠呼吸暂停）；中枢性失眠（例如发作性睡病）；昼夜节律紊乱（例如时差）；失眠（例如梦游）；以及与睡眠有关的运动障碍（例如不安腿综合征[RLS]）。这些类别中的每一个都包含许多不同的疾病及其亚型。睡眠疾病的临床标准包含在《国际睡眠障碍分类》中，该分类法采用了一个简化的分组系统：失眠；失眠; 与精神，神经或其他疾病有关的睡眠障碍；和建议的睡眠障碍。尽管儿童和成人都有许多睡眠障碍，但有些障碍是儿童时期独有的。

中枢性失眠

流行性脑炎lethargica是由下丘脑（脑干上端的结构）中的睡眠-清醒机制的病毒感染产生的。该疾病通常经历几个阶段：发烧和ir妄，失眠（睡眠丧失）和失眠（睡眠过度，有时会昏迷）。通常还观察到24小时睡眠-清醒模式的反转，以及眼球运动的干扰。尽管这种疾病极为罕见，但它已教会神经科学家了解特定大脑区域在睡眠-觉醒转变中的作用。

发作性睡病被认为涉及皮层下睡眠调节中心的特定异常功能，特别是下丘脑的特定区域，该区域释放一种称为降钙素的分子（也称为食欲素）。一些患有发作性睡病发作的人具有以下一种或多种辅助症状：瘫痪，突然的肌肉紧张丧失通常是由于诸如笑声或惊吓之类的情绪反应而引起的，有时甚至剧烈而导致人跌倒；梦幻般的催眠（睡眠发作）和催眠（觉醒）视觉幻觉；催眠或催眠睡眠麻痹，其中该人在几秒钟到几分钟的时间内无法移动自愿性肌肉（呼吸肌除外）。睡眠发作由睡眠开始时的REM期组成。REM睡眠的过早触发（通常在健康成年人中，仅在NREM睡眠70-90分钟后发生，而发作性睡病在10-20分钟内发生），可能表明副症状与REM睡眠无关。即，瘫痪和瘫痪代表了REM睡眠的主动运动抑制，而幻觉则代表了REM睡眠的梦境经历。麻醉性症状的发作通常在青春期中期和成年期很明显。在儿童中，过度嗜睡不一定很明显，相反，嗜睡可能表现为注意困难，行为问题或活动过度。因此，通常会调查其他麻醉性症状的存在，例如瘫痪，睡眠麻痹和催眠幻觉。

特发性失眠症（没有已知原因的过度睡眠）可能涉及白天过度嗜睡和嗜睡，或者夜间睡眠时间长于正常持续时间，但不包括发作性睡病中出现的睡眠性快速眼动睡眠期。据报道，伴随睡眠不足而导致心率降低的睡眠不足症，提示失眠症患者每单位时间的睡眠可能不如正常睡眠状态好。失眠的主要形式可能是遗传性的（就像发作性睡病一样），被认为会引起下丘脑睡眠中心功能的破坏。但是，其因果机制仍然未知。尽管在发作性睡病患者中发现NREM睡眠调节有一些细微的变化，但发作性睡病和特发性失眠症一般都没有以严重异常的EEG睡眠方式为特征。一些研究人员认为，这些疾病的异常涉及调节睡眠的“开启”和“关闭”机制的失败，而不是睡眠过程本身的失败。聚集的实验证据表明，发作性睡病的特征通常是位于下丘脑外侧和后丘脑的特定神经元功能异常，从而产生降钙素。降钙素参与食欲和睡眠调节。据信，降乳素可作为睡眠-觉醒过渡的稳定剂，从而解释了发作性精神病患者在觉醒期间突然的睡眠发作和（REM）睡眠的分离方面的存在。麻醉性和失眠症状有时可以通过兴奋性药物或抑制REM睡眠的药物来控制。

几种形式的失眠是周期性的而不是慢性的。Kleine-Levin综合征是一种罕见的周期性过度睡眠的疾病，其特征是持续数天至数周的过度睡眠，以及在几个清醒时间内出现贪婪的食欲，性欲亢进和类似精神病的行为。该综合征通常在青春期开始，在男性中比在女性中更频繁地出现，并最终在青春期末或成年初期自发消失。

失眠

失眠症实际上是由许多疾病组成的，所有疾病都有共同的两个特征。首先，该人无法开始或维持睡眠。第二，问题不是由于已知的医学或精神疾病，也不是药物的副作用。

已经证明，根据生理学标准，自我描述的不良睡眠者通常比他们想象的要好得多。然而，他们的睡眠确实显示出紊乱的迹象：频繁的身体运动，增强的自主神经功能水平，REM睡眠水平降低，以及在某些情况下，在各个睡眠阶段中都有醒来的节律（α波）侵入。尽管在特定情况下失眠很普遍且没有病理学意义，但慢性失眠可能与心理障碍有关。失眠通常通过药物治疗来解决，但长期使用可能会上瘾且长期危险的物质。已经证明，涉及认知和行为程序的治疗（放松技术，暂时限制睡眠时间及其逐渐恢复等）在长期治疗失眠症方面比药物干预更为有效。

睡眠相关的呼吸障碍

现代社会中最常见的睡眠问题之一是阻塞性睡眠呼吸暂停。在这种疾病中，由于机械阻塞，上呼吸道（在喉咙后部，舌头后面的区域）反复阻碍气流。在睡眠中，每小时可能发生数十次。结果，肺中的气体交换受损，导致血氧水平降低和血液中的二氧化碳水平升高（二氧化碳是一种代谢的废物）。另外，经常的睡眠中断会导致慢性睡眠剥夺，除非进行治疗。阻塞性睡眠呼吸暂停通常与肥胖有关，尽管下巴部位的身体畸形（例如，逆行或微棘）和扁桃体和腺样体肿大也可引起肥胖。成人，青少年和儿童均可发生阻塞性睡眠呼吸暂停。

睡眠中呼吸问题的罕见原因包括中枢性睡眠呼吸暂停。术语“中枢性”（相对于“阻塞性”而言）是指在这一系列疾病中，气道力学是健康的，但大脑无法提供睡眠中呼吸所需的信号。

失眠症

在有时被认为是睡眠问题的发作中，有嗜睡症（睡眠谈话），梦游症（梦游），遗尿症（尿床），磨牙症（磨牙），打呼，和噩梦。睡眠谈话似乎更多地是由含糊不清的喃喃自语，而不是由扩展的有意义的话语组成。至少对于许多人来说，它偶尔会发生，并且在那个水平上不能被认为是病理性的。梦游在儿童中很常见，有时会持续到成年。遗尿症可能是多种器质性疾病的继发症状，或更常见地，其本身就是原发性疾病。遗尿症虽然主要是儿童早期疾病，但对于少数人来说，这种疾病一直持续到儿童晚期或成年早期。磨牙与任何特定阶段的睡眠都不总是一致的，也不会明显影响整体睡眠模式。这似乎也是睡眠异常，而不是睡眠异常。

一次或另一次与睡眠有关的各种令人恐惧的经历被称为噩梦。由于并非所有此类现象都被证明与睡眠阶段或其他变量具有相同的关联，因此需要在它们之间进行几个区分。睡眠恐怖症（夜间嗜睡）通常是儿童早期疾病。当NREM睡眠突然被打断时，孩子可能会尖叫起来并坐起来明显感到恐惧，并且变得语无伦次且令人沮丧。几分钟后，孩子通常没有完全警觉或清醒，就重新入睡。梦境回忆通常不存在，整个情节可能会在早上被遗忘。焦虑梦最常与快速眼动睡眠引起的自发唤醒有关。有一个梦的回忆，梦的内容与不安的觉醒保持一致。尽管他们的持续复发可能表明由于困难的境况而引起了心理上的动荡或压力，但许多其他健康的人偶尔也会出现焦虑的梦。这种情况不同于睡眠期间发生的惊恐发作。

REM睡眠行为障碍（RBD）是一种睡眠者表现出梦the以求的疾病。该疾病的主要特征是REM睡眠期间缺乏典型的肌肉麻痹。结果是，卧铺者不再能够身体力行实现梦中的各种元素（例如打棒球或从某人奔跑）。该病主要见于老年男性，被认为是变性性脑疾病。那些患有RBD的人以后患帕金森病的风险似乎更高。

睡眠相关的运动障碍

腿不安综合症（RLS）和一种称为周期性肢体运动障碍（PLMD）的相关疾病是与睡眠有关的运动障碍的例子。RLS的标志是腿部不适，使运动无法抗拒。该运动暂时减轻了这种感觉。尽管与RLS相关的主要疾病是清醒，但由于两个基本原因，该疾病被归类为睡眠障碍。首先，症状有昼夜节律变化，使它们在夜间更为常见。受影响的人入睡的能力通常会因躺在床上无休止的移动需求而受到干扰。第二个原因是，大多数RLS患者在睡眠过程中会经历腿部微妙的周期性运动，有时会扰乱睡眠。但是，肢体的周期性运动可能发生在多种其他情况下，包括除RLS之外的睡眠障碍，例如PLMD，或作为某些药物的副作用。如果运动本身破坏睡眠，则被认为是病理性的。

睡眠期间疾病加剧

睡眠状况可能会加剧各种医学症状。例如，通过快速眼动睡眠中自主神经系统的激活，心绞痛（痉挛性窒息性胸痛）的发作显然会加剧，十二指肠溃疡患者的胃酸分泌也是如此。另一方面，NREM睡眠会增加某些种类的癫痫放电的可能性。相反，REM睡眠似乎对癫痫发作活动具有保护作用。

沮丧的人倾向于有睡眠障碍。他们通常睡眠过多或不足，并且无论白天睡多少，白天的精力和困倦程度都很低。抑郁症患者的夜间REM睡眠较非抑郁症患者早。第一个REM期发生在入睡后40-60分钟，通常比正常人更长，并且具有更多的眼球活动能力。这表明驾驶调节功能受到破坏，影响了诸如性欲，食欲或攻击性之类的事情，在受影响的人中所有这些都会减少。通过药理学药物（三环类抗抑郁药）或通过REM唤醒技术进行的REM剥夺似乎可以逆转睡眠异常并缓解清醒症状。

昼夜节律障碍

睡眠时间表障碍有两种主要类型：高级阶段睡眠和延迟阶段睡眠。在前者中，睡眠发作和偏移发生早于社会规范，而在后者中，睡眠发作被延迟并且清醒也比期望的要晚。在倾向于熬夜，入睡或午后小睡的个人中，尤其是青少年，相位延迟睡眠是一个常见的昼夜节律问题。轮班工人或跟随国际时区的人也可能发生睡眠-觉醒周期的变化。在没有任何明显环境因素的情况下，疾病也可能是慢性发生的。已经发现了涉及这种昼夜节律调节的不同基因，这表明某些日程安排失调情况下的遗传成分。可以通过逐渐调整睡眠时间来治疗这些疾病。可以通过物理（例如曝光）和药理（例如褪黑激素）手段来促进重新调整。

白天过度嗜睡是青少年经常抱怨的地方。最常见的原因是由于社交日程安排和清晨开学时间不足，导致睡眠时间不足。此外，对于所有年龄段的人，入睡前暴露于蓝色发光设备（如智能手机和平板电脑）可能会导致睡眠问题，大概是因为蓝色光会影响褪黑激素的水平，而褪黑激素在诱导睡眠中起作用。心理障碍（例如重度抑郁症），昼夜节律障碍或其他类型的睡眠障碍也会导致白天过度嗜睡。

睡眠理论

关于睡眠的功能目的，两种方法占主导地位。首先从可测量的睡眠生理开始，然后尝试将这些发现与某些已知或假设的功能联系起来。例如，在1950年代报道了REM睡眠的报道后，许多人假设REM睡眠的功能是重玩和重新体验日间思考。这扩展到了REM睡眠对于增强记忆力很重要的理论。后来，NREM睡眠缓慢的脑电波在试图证明睡眠生理机制在记忆或脑功能其他改变中起作用的科学家中广为流行。

其他睡眠理论会考虑睡眠的行为后果，并试图找到生理手段来证明睡眠是该行为的驱动力。例如，众所周知，睡眠不足的人会更加疲倦，并且疲倦会在连续的睡眠不足的夜晚累积。因此，睡眠在机敏性中起着至关重要的作用。以此为出发点，睡眠研究人员已经确定了两个似乎可以驱动该功能的主要因素：昼夜节律起搏器，它位于下丘脑的一个区域，称为视交叉上核。以及可能由某些分子（例如腺苷）的堆积所驱动的稳态调节剂，这些分子会破坏大脑中细胞代谢的产物（有趣的是，咖啡因阻断了腺苷与神经元受体的结合，从而抑制了腺苷的睡眠信号）。

将睡眠的目的描述为防止嗜睡等同于说食物的目的是防止饥饿。众所周知，食物由许多分子和物质组成，这些分子和物质驱动着无数的身体机能，而饥饿和饱食是大脑将行为引导至进食或不进食的手段。嗜睡也许以相同的方式发挥作用：一种机制，将动物引向能够实现睡眠的行为，这反过来又提供了许多生理功能。

除非科学家全面了解睡眠在生理学各个方面的功能，否则广泛的睡眠理论必定是不完整的。因此，科学家一直不愿将任何单一目的分配给睡眠，事实上，许多研究人员认为将睡眠描述为多种目的可能更准确。例如，睡眠可以促进记忆形成，增强机敏性和注意力，稳定情绪，减少关节和肌肉的压力，增强免疫系统，并发出激素释放变化的信号。