腦的節(jié)律、性與腦

1、腦的節(jié)律,張興梅,南方醫(yī)科大學(xué) 神經(jīng)生物學(xué)教研室,主要內(nèi)容,腦電圖-記錄腦節(jié)律的經(jīng)典方法，研究睡眠的必要手段睡眠-睡眠和覺醒時最明顯的節(jié)律行為生理性晝夜節(jié)律-幾乎所有的生理功能都隨日夜交替而發(fā)生相應(yīng)變化,冬眠遷徙呼吸節(jié)律行走步伐睡眠周期大腦皮層電節(jié)律,大腦控制的生物節(jié)律,腦電圖(electroencephalogram, EEG),組成：電極、放大器、記錄裝置；A，耳廓；C，中心；Cz，顱頂；F，額部；Fp，額極；O，枕

2、部；P，頂部；T，顳部,由錐體細(xì)胞突觸產(chǎn)生的微小電場,單個皮層神經(jīng)元對腦電的貢獻(xiàn)是微不足道的。,同步性活動所產(chǎn)生的巨大的EEG信號,EEG信號的振幅主要取決于電極下面神經(jīng)元活動的同步性。,EEG節(jié)律,高頻低幅：警覺和覺醒、做夢低頻高幅：無夢狀態(tài)下的睡眠和病理的昏迷,不同節(jié)律的產(chǎn)生原因不同,同步化節(jié)律的產(chǎn)生,起步器引導(dǎo)（如：丘腦）,相互興奮或抑制,腦節(jié)律的功能,假說一：腦把皮層與感覺輸入分離的一種方法，如睡眠。假說二：協(xié)調(diào)神經(jīng)系統(tǒng)不

3、同區(qū)域之間的活動，如抓籃球。,癲癇(epilepsy),病因不明，包括腫瘤、外傷、代謝障礙、感染和血管性疾病。7%-10%的人至少有過一次發(fā)作,反復(fù)出現(xiàn)的發(fā)作稱為癲癇。,癲癇是由多種原因引起的慢性腦功能障礙臨床綜合征，是大腦神經(jīng)細(xì)胞群反復(fù)超同步放電所引起的發(fā)作性、突然性、反復(fù)性、短暫性腦神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。,泛化發(fā)作(generalized seizure)；部分發(fā)作(partial seizure),可能的發(fā)作原因,睡眠,機(jī)體對環(huán)境的反

4、應(yīng)性降低，以及與環(huán)境的相互作用減弱的一種可以被輕易逆轉(zhuǎn)的狀態(tài)。,1） 人的一生中1/3時間在睡眠中度過，而其中1/4還處于做夢狀態(tài)；2） 昏迷和全身麻醉不能被輕易逆轉(zhuǎn)，因此不屬于睡眠。,,,腦的功能狀態(tài),覺醒：上行性網(wǎng)狀激活系統(tǒng) 睡眠 快速動眼睡眠(rapid eye movement sleep, REM)或 異相睡眠 “一個癱瘓的軀體中的活躍而又充滿幻覺的腦”非快速動眼睡眠(non-REM sleep) 或

5、 慢波睡眠(slow wave sleep, SWS) “一個可活動的軀體中的空閑的腦”,腦的三種功能狀態(tài)的特點(重點）,睡眠循環(huán),非REM睡眠：75% REM睡眠：25% 90min/循環(huán),一夜睡眠的各個階段及EEG節(jié)律,睡眠的功能,我們需要睡多久？,我們?yōu)槭裁匆撸?醒來時的狀態(tài)是衡量睡眠質(zhì)量的最佳指標(biāo)。,睡眠促進(jìn)記憶嗎？,恢復(fù)理論和適應(yīng)理論 海豚的睡眠，睡眠剝奪,“睡眠-學(xué)習(xí)法” 毫無根據(jù)。,夢,

6、弗洛伊德：性和攻擊幻想的無意識表達(dá)方式 Hobson： “激活-合成”理論,睡眠中的行走、講話和尖叫,夢游癥：11歲左右最多見，40%的人曾出現(xiàn)，非REM 睡眠第4期，不易被喚醒，清醒后遺忘。說夢話：雜亂無章的、毫無意義的。睡眠恐怖(夜驚）：5-7歲最為常見，年齡增長而消失， 與夢魘不同。,發(fā)作性睡?。╪arcoleps

7、y）,一種奇怪的難于控制的睡眠和覺醒障礙，發(fā)病率1/1000-2000，有遺傳因素,可能與orexin受體，膽堿能和兒茶酚胺能系統(tǒng)有關(guān)。可出現(xiàn)下列部分或全部癥狀：猝倒：突然出現(xiàn)的肌肉癱瘓現(xiàn)象，但意識并不喪失。睡眠性麻痹：出現(xiàn)于睡眠和覺醒的過渡階段，“鬼壓床”。睡眠性幻覺：是一些生動的且常常令人恐懼的夢境，可在睡眠開始時緊接著睡眠性麻痹出現(xiàn)。這種夢有時可與入睡前剛剛發(fā)生的真實事件流暢地連接起來。,睡眠的神經(jīng)機(jī)制,覺醒與上行性網(wǎng)狀激

8、活系統(tǒng)入睡和非REM睡眠REM睡眠的機(jī)制促睡眠因子,覺醒,慢波睡眠,快波睡眠,,,,,,腦干網(wǎng)狀上行激活系統(tǒng)藍(lán)斑核小細(xì)胞產(chǎn)生NE,視交叉上核 松果體 褪黑激素 中縫核 5-HT 慢波睡眠GABA受體, 睡眠肽 慢波睡眠,快波睡眠的開啟、腦電的去同步眼動、 PGO波和肌張力消失（橋腦和延腦網(wǎng)狀大細(xì)胞，外側(cè)膝狀體神經(jīng)元和藍(lán)斑核內(nèi)或周邊的Ach神經(jīng)元）快波

9、睡眠關(guān)閉（藍(lán)斑核小細(xì)胞NE神經(jīng)元）,,,,,,,,,,生理性晝夜節(jié)律(circadian rhythm),生物鐘環(huán)境鐘：環(huán)境中各種提示時間的線索（光明和黑暗，以及溫度和濕度的變化，食物和水的供應(yīng)等）自由運(yùn)行節(jié)律：完全剝奪環(huán)境鐘后的節(jié)律。小鼠23h，倉鼠24h，人24.5-25.5h。,人睡眠和覺醒的生理性晝夜節(jié)律,視交叉上核(SCN)：一種腦時鐘,,,SCN神經(jīng)元的節(jié)律,對光感受，但不依賴視錐、視桿細(xì)胞，可能依賴crytochrom

10、e蛋白。SCN自身產(chǎn)生的節(jié)律不依賴于動作電位 “動作電位只是鐘表的指針而不是鐘表的發(fā)條”,性與腦,主要內(nèi)容,性和性別性的激素控制性相關(guān)行為的神經(jīng)基礎(chǔ)雄性和雌性的腦為何及有何不同性的取向,一、性和性別,如何來判斷性別：,外表？行為？解剖？心理？遺傳？,1. 人的染色體,Sex-determining Region of the Y chromosome,SRY,2. 有性生殖3. 性別的發(fā)育和分化,SRY 基因誘導(dǎo)的

11、性器官發(fā)育,二、性的激素控制,主要的雄性和雌性激素 雄激素（如：睪酮）；雌激素（如：雌二醇）垂體和下丘腦對類固醇性激素的控制 促性腺激素：黃體生成素（LH）、 卵泡雌激素（FSH）促性腺激素釋放激素（GnRH）-下丘腦分泌 激素周期和對腦的反饋,膽固醇,孕激素,睪酮,雌二醇,性激素的合成和調(diào)控,,,,三、性相關(guān)行為的神經(jīng)基礎(chǔ),Ferid Murad,Viagra,哺乳動物的交配策

12、略,雄性和雌性在生殖生物學(xué)中的差異： 雌性選擇力大，付出多。 雄性需要競爭，需要考慮留下還是離開。,多配偶：一雄多雌 一雌多雄 單配偶：一雄一雌 （3%的哺乳動物）,擇偶標(biāo)準(zhǔn)：基因好，生存幾率大。,生殖行為的神經(jīng)化學(xué),草原田鼠,高山田鼠,生殖行為的神經(jīng)化學(xué),高山田鼠,草原田鼠,催產(chǎn)素受體,加壓素受體,四、雄性和雌性腦的差異,性別二態(tài)性：由于性別不同而造成的差異。,腦的結(jié)構(gòu)、性格、行為、認(rèn)知等等都

13、存在性別二態(tài)性。,中樞神經(jīng)系統(tǒng)的性別二態(tài)性,雄性,雌性,,,SDNSexually dimorphic nucleus,類固醇激素對神經(jīng)元直接和間接的影響,雌二醇,Songbirds,HVC,雄激素與鳥的鳴叫,雄性和雌性腦的差異,認(rèn)知的性別二態(tài)性,女性：女嬰愛看人臉。善于理解、詞語、寫作等，更富愛心。男性：男嬰愛看其它事物。善于空間學(xué)習(xí)，如查閱地圖、迷宮、數(shù)學(xué)推理等，好勝心強(qiáng)，粗心，易犯錯。,五、性的取向,同性戀：3%的美國人 遺