覚醒と睡眠
・覚醒の神経機構
■・ 脳幹網様体賦活系(reticular formation activating system:RAS) ■ Mogoun,H.W. & Moruzzi,G.(1949) ■ 脳幹網様体(brain stem reticular formation)の電気刺激が、脳波上も行動上でも動物を覚醒させること、この部位の破壊によって昏睡状態が生じることなどから、覚醒状態の維持に網様体賦活系が常用な働きをしていることを明らかにした。 ※ 脳幹網様体:上行性伝導路から側枝を介して感覚性入力を受け取り、視床の中心部や視床腹部を経て大脳皮質の広範な部位に投射している。
■■ ・上行性伝導路 ■
特殊視床投射系 視床の特殊核を介して大脳皮質のそれぞれの感覚野へ到達する経路 非特殊視床投射系 視床の非特殊核を介して広範囲の大脳皮質に投射する経路 ⇒ 脳幹網様体が種々のインパルスによって賦活され、それによって広範囲の大脳皮質(とくに連合野が賦活され、その結果覚醒水準が上昇する。
・覚醒水準と脳波パタン
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β(ベータ)波 覚醒時。13Hzより高い周波数の波の連続。→速波(振幅が小さい) α(アルファ)波 リラックスしているが、覚醒している時。8〜13Hzの脳波律動。
cf. α(アルファ)波減衰 alpha attenuation
α(アルファ)波が閉眼中の被験者に開眼させた時に減衰すること。
光、音、触刺激や精神活動でも生じる。θ(シータ)波 まどろみの状態の時。4〜8Hzの脳波律動
→ 徐波 (7Hz以下の振幅) δ(デルタ)波 深い睡眠時。4Hz以下の脳波律動
・睡眠と脳波
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・ 睡眠の定義 「生体の内部的な必要から発生する、随時覚醒可能な、全般的な身体機能及び意識水準の一時的低下現象」 → 催眠、麻酔等薬物による意識の低下状態、昏睡、冬眠などは睡眠と区別される。
・ 睡眠段階 Rechtschaffen,A.&Kales,A.(1968)による国際基準
段階覚醒 開眼時はβ(ベータ)波、閉眼時はα(アルファ)波。 段階1 入眠時の状態。α(アルファ)波は減り、θ(シータ)波が混入する。さらには頭頂部鋭波も出現。 NREM睡眠 段階2 睡眠紡錘波(sleep spindle:一時的に表れる振幅の小さい波)が出現。自覚的に眠りに入った状態。 段階3 中程度睡眠。δ(デルタ)波は20%〜50%未満。 徐波睡眠 段階4 深睡眠。δ(デルタ)波が50%以上。 段階REM 低振幅脳波と時々の急速眼球運動、抗重力筋の緊張の消失。
これらの5つの睡眠段階が一晩に90〜120分周期で4〜5回繰り返される。
徐波睡眠はその前半3分の1に分布し、REM睡眠は後半3分の1に多く分布するリズムを持つ。
(特にREM睡眠は朝方に30〜40分持続することが多い)
・REM睡眠とNREM睡眠
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・ REM睡眠 rapid eye movement sleep:REM sleep (Aserinsky,Eugene,/Kleitman,Nathaniel.,1953) 眠りはじめてからおよそ1時間半から2時間すると、脳波パタンは突然低振幅、不規則状態を示し、入眠期や覚醒期に近いパタンとなる。この時、通常の入眠期とは異なり、閉じたまぶたの下で、眼球が水平方向にすばやく動く現象(rapid eye movement:REM)が観察される。 ※賦活睡眠(activated sleep)、逆説睡眠(paradoxical sleep)ともいう。 特徴
1. 脳波や睡眠段階1に類似した、入眠期ないし覚醒期に近い低振幅のパタンを示す。 2. 首やあごの筋緊張(抗重力筋)の著しい低下(自足性筋緊張消失)。 3. 急速眼球運動が観察される。 4. 交感神経の活動亢進。 5. 夢の想起率が高い。
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・ NREM睡眠 non-REM sleep 急速眼球運動がなく、脳波が高振幅徐波になる。
新生児では睡眠の50%前後以下、成人では75〜80%を占める。特徴
1. 筋緊張の低下(ある程度の筋緊張は保つ) 2. 血圧、脈拍、呼吸、脳温の下降(副交感神経系優位) 3. 成長ホルモンの分泌増加 4. 夢の報告は少ないが、寝言、寝返り、夢中遊行が多く見られる。 REM睡眠は、新生児では16時間の睡眠の50%前後、成人で20〜25%前後。3歳までに成人のレベルにまで減少する。大人になるとNREM睡眠が多くなる。