睡眠研究

若浮云う兮

1953年迎来了睡眠科学研究的一项里程碑。在这一年，芝加哥大学的Eugene Aserinsky和Nathaniel Kleitman发现了之前没有人注意到的两种不同形式睡眠的差异：快速眼动（rapid eye movement, REM）睡眠和非快速眼动（non-REM, NREM）睡眠。被试者从清醒状态进入其中一种睡眠状态前，他们头皮上的EEG电极记录到的脑电波呈现出一种典型的电活动模式，即低幅高频信号，同时肌电图显示其肌张力提高（见上图）。

随着被试者睡着依次进入较浅和较深的NREM阶段，也就是通常所说的深睡眠阶段，他们的脑电波频率逐渐减慢，而幅度增加。此时，作为清醒标志的眼动完全停止，肌张力也逐渐减弱。睡眠程度的加深，是由唤醒睡眠者的难度和脑电指标来判定的。上半夜最安适的睡眠阶段中，EEG由低频的高幅波（或振动）主导。而直接从颅内大脑新皮质中单个神经元记录的电信号显示，人清醒时，细胞处于规律放电期，发出一连串“全或无”模式的电脉冲（称为尖峰脉冲）。当神经元进入静息状态时，电脉冲转入间歇期。放电期和间歇期交替及其相关的EEG慢波，术语称为慢波活动（slow-waveactivity , SWA），发生的频率从四秒一次到一秒四次不等（即0.25~4赫兹）。

NREM阶段的睡眠中会穿插短暂的REM阶段。在REM阶段，脑电图呈现出完全不同的模式：高幅低频慢波变成了表面上很像清醒大脑发出的高频低幅波。新皮质单个神经元上同样记录到了矛盾的电活动：其放电强度和白天相同。除呼吸肌运动外，所有肌张力消失，整个身体实际上是“瘫痪”的。快速、不稳定、两眼对称的眼动现象正是这一阶段名称的由来。