睡覺，本來是一件非常自然的事，如呼吸空氣一樣自然，是一件放松又快樂的事情。但現實中，我們很多人都有過失眠的經曆？有人說失眠，人生路上不可避免的邂逅，因為3億中國人有睡眠障礙。如何才能睡個好覺呢？成為一個重要的問題。
睡眠中的腦電波
一、睡眠與大腦
1、睡眠中樞。睡眠由睡眠中樞控制。睡眠中樞位于腦幹尾端和下丘腦，發出的傳導沖動作用于大腦皮質，與控制覺醒狀态的腦幹網狀結構上行系統的作用相制約，進而調節睡眠與覺醒的互相轉化。
狹義的睡眠中樞通常位于下丘腦， 下丘腦是間腦的一部分，位置比較深，在大腦深層面。下丘腦的視前區與睡眠密切相關，若此部位出現損害，患者則會出現嚴重的失眠。下丘腦的後部與清醒有關，損害後患者會出現睡眠過多和清醒時間減少現象。
人們常說的人體生物鐘位于下丘腦。 下丘腦是間腦的一部分，位于大腦半球的深部，在中腦及兩側大腦半球之間它是植物神經皮質下的最高中樞。
除下丘腦外，上行性網狀激活系統也與覺醒以及睡眠密切相關。此系統主要位于丘腦即背側丘腦和中腦，此部位病損後，患者會出現過度嗜睡、叫不醒，甚至出現睡眠倒錯、黑白颠倒，嚴重時出現昏迷等現象。是以廣義上的睡眠中樞，還包括中腦和丘腦的上行性網狀激活系統。網狀激活系統中腦部位的“覺醒反應”與網狀激活系統丘腦部位有很大不同。前者可激活幾乎“全腦”，而後者不過是前者的中轉部位。
睡眠周期
2、睡眠周期。睡眠有兩種狀态，分别是非快速眼動睡眠NREM（慢波）和快速眼動睡眠REM（快波）。①慢波睡眠：NREM階段，分為I、Ⅱ、Ⅲ、IV 4個時期；②快波睡眠或稱異相睡眠或稱快速眼球運動，即REM睡眠。睡眠過程，是由這兩個性質不同的狀态交替出現而組成。正常人在晚上8小時睡眠中，兩種睡眠要循環交替3~6次。NREM睡眠分為思睡、淺睡、中睡、深睡4個階段。
REM睡眠與夢境的出現緊密相關。在REM睡眠期間，人們經常會做夢，這些夢通常非常逼真，有時甚至是荒謬的。夢是人們心理和情感體驗的表達。夢其實是人的一種正常表達。
非快速動眼睡眠（NREM階段）表現出Sharp-wave ripples （海馬尖波漣漪）, Cortical slow oscillations （皮層慢波振蕩）, δ 波 和Spindles等特征; REM睡眠主要以θ波振蕩為主。NREM階段與夢境有關，相對簡單、短暫和現實，通常與我們白天的體驗、思考和記憶有關。
NREM階段包括三個不同的階段，分别是N1、N2和N3。其中，N1和N2階段被認為是淺度睡眠階段。在N1階段，人們經常處于半睡半醒的狀态，意識模糊，呼吸和心率變慢，眼球運動減少。這個階段通常持續很短，隻有幾分鐘。在N2階段，呼吸和心率進一步減緩，肌肉放松，大腦波也開始變得更加規律。這個階段是大多數人睡眠時間最長的階段，通常持續40分鐘到1小時半左右。淺度睡眠通常指的是睡眠過程中的N1和N2階段。
淺度睡眠—— 大腦極度活躍，甚至超越清醒的時候，這個時候大腦在積極處理短期記憶，尤其是情緒記憶，去掉負面的感受，柔化強烈情緒，幫助保持情緒平衡和身體健康。
深度睡眠。深度睡眠通常發生在睡眠周期的前半部分，它是非常重要的恢複性睡眠階段，也被稱為NREM（Non-Rapid Eye Movement）睡眠中的第三階段。在深度睡眠階段，身體和大腦都處于深度放松狀态，身體的細胞群組織得以修複和恢複，蛋白質合成和生長激素的分泌也會增加。這個階段的睡眠通常被認為是最有益于身體的恢複和修複的。深度睡眠—— 大腦在将重要資訊放到長期記憶，同時身體在恢複。
3、睡眠中的化學物質和神經化學遞質。睡眠是一種主動而不是被動的抑制過程。大量的研究證明慢波睡眠的控制部位是腦幹的中縫核，異相睡眠的控制部位是腦橋的藍斑的中部和尾部，而覺醒的控制部分則與藍斑的前部及中腦網狀結構有關。睡眠和覺醒都屬于本能。也是生物鐘的一種反映。去甲腎上腺素（NE）與5-羟色胺（5-HT）是維持睡眠和醒覺狀态起決定作用的一對媒體。當腦内NE含量不變或增高時，降低5-HT的含量可引起失眠；當腦内5-HT含量正常或增高時，降低NE含量則引起嗜睡。血清素是睡眠所必需的，藍斑是主要分泌組織。
4、生理節律。生物節律的周期接近于地球自轉周期的叫“24小時晝夜節律”。睡眠和覺醒的本質首先制約于接近地球自轉周期的“24小時晝夜節律”，後者對前者的制約是通過松果體系而作用于腦網狀結構等部位。 現代的研究表明，網狀激活系統是調控睡眠和覺醒的基本部位。它開始于腦幹下部，延伸至中腦，并包括丘腦的内髓闆中線和網狀核。電刺激網狀激活系統的中腦部位（也包括腦橋和延髓上部的網狀結構）可頃刻使睡眠動物覺醒。生物鐘所處的位置是不盡相同的。包括人類在内的哺乳類動物，其生物鐘存在于下丘腦“視交叉上核“神經組織。
視交叉上核：它位于兩眼視神經交叉點的上方，這個區域蘊含了大約10,000多個對光感覺特别敏銳的神經元，它們就是你的生物鐘，時刻感受着來自神秘宇宙的晝夜節律。
松果體：隻有米粒大小的松果體位于腦的第三腦室上部的頂部，位于胼胝體（corpus callosum）和上丘（thalamus）之間，它有一個很重要的功能就是産生一種引導睡眠的激素，稱為“褪黑激素”，使你變得昏昏欲睡。藥物褪黑激素是一種人工合成的褪黑激素，可以用于治療多種睡眠障礙，例如失眠、時差反應、夜班工作等。
生物鐘。大腦除了影響身體的睡眠量，也控制人們的睡眠時間。身體怎麼知道何時該入睡，何時又該醒來呢？大腦的視交叉上核中的細胞具有時鐘意識并能監測睡眠和清醒的周期。松果體會産生褪黑素。 當黃昏來臨，天開始變黑，身體内褪黑素開始分泌。視交叉上核細胞不僅控制每個人的入睡或清醒的時間，也控制體内許多其他系統的功能。事實上，身體内的大部分系統在24小時中都有不一樣的運作模式。随着多種激素分泌，血壓、心率也會随之變化。
睡眠腦電
人體的生物鐘是由一個名為“藍斑核”（Suprachiasmatic nucleus, SCN）的區域所控制的。藍斑核位于下丘腦中，與視神經交叉處上方，是以它可以受到視覺信号的影響，尤其是藍光信号。藍光有助于調節人的生物鐘，進而促進睡眠。研究表明，當我們暴露在藍光下時，視網膜中的一種叫做“色素素質體”（melanopsin）的光敏蛋白會被激活，産生信号通過神經傳遞到藍斑核中。藍斑核接收到這些信号後會促進體内褪黑激素的分泌，進而調節人體的生物鐘。藍光的作用和影響是相對複雜的，而且不同人群和不同的睡眠問題可能會有不同的影響。
二、睡眠的功能
1、睡眠清除代謝廢物。
大腦内有一個獨特的“垃圾處理系統”——該系統的清潔速度甚至比廣為人知的身體淋巴系統更快，其被命名為“類淋巴系統”。
它的工作原理是，腦脊液沿着動脈周隙流入腦内組織，與腦内組織間液不停交換，并将細胞間液體的代謝廢物帶至靜脈周隙，随即排除至腦外。這些工作幾乎都是在睡眠中完成的。睡眠的基本作用，清除大腦中有毒的代謝産物。人在睡覺時，清除大腦中廢物的系統最活躍。
而大腦中産生的這種β澱粉樣蛋白（β amyloid protein）能夠在細胞内聚集起來，成為緻病性斑塊，與阿爾茲海默病（Alzheimer’s disease）的發生有關。即長期睡眠不足，睡眠品質低，會導緻腦内垃圾堆積，加大患老年癡呆的幾率！反之，良好、充足、優質的睡眠可以減少老年性癡呆的發生。
REM與NON REM
2、睡眠與記憶
睡眠對于記憶力鞏固起着毋庸置疑的作用。而且近幾年來又有一種學說異軍突起——“突觸穩态說(synaptic homeostasis hypothesis, SHY)”。突觸是神經元之間的連接配接結構，當我們形成新記憶時，相關的突觸連接配接會加強。簡單的說，就是我們醒着的時候，由于不斷産生新記憶，需要突觸連接配接不斷增強，同時能耗不斷增加，是以大腦會吃不消，然後記憶存儲空間顯示餘量不足，新記憶就進不來了。而這個問題是在睡眠中得到解決的，大腦通過減弱、平衡那些突觸，騰出記憶空間，以實作記憶的可持續發展。慢波對于記憶整合非常重要。
深層非REM睡眠的緩慢電振蕩（或“慢波”）可促進記憶整合。慢波，腦脊液的共振，電振蕩。利用電刺激來影響腦電波最終治療腦病的方法，以及通過評估CSF的變化來作為疾病的診斷标志。
慢波睡眠可以幫助我們記憶。是以說睡眠可以幫助大腦在整理和回顧白天學習的知識。慢波睡眠三個成分的振蕩耦合最常見于海馬區域。海馬對于我們形成新的長時記憶非常重要。而當我們處在慢波睡眠時海馬會“以尖波漣漪形式重放”在你清醒時記憶東西的模式，并将重新激活的海馬記憶資訊傳遞到新皮質，進而促進新皮質網絡表征重組的突觸鞏固過程。睡眠“重塑”了海馬突觸，為第二天學習騰出空間、多睡午覺的孩子成績更好。我們可以利用這個慢波睡眠來幫助記憶。是以在睡眠前強化記憶一些東西，可以是最高效的，這時可串聯起學習内容與慢波睡眠。
睡眠，就是垃圾清除
三、如何改善睡眠？
睡眠其實很簡單，保持簡單的心情，保持良好、簡單的習慣，自然你就有好睡眠 。請記住以下幾個小TIPS。
1、保持6-9小時的适度睡眠；節律很重要；生活規律；（對應睡眠節律，适應腦内的生物鐘）
2、放松不要緊張；忘記還沒開始寫的作業或工作，降低焦慮水準（壓力減輕後有助于睡眠激素的平衡，NE與5-HT）；
3、創設安靜睡眠環境；熟睡不要驚醒；減少光線幹擾；藍光有助于睡眠；
4、通過冥想、瑜伽、聽舒緩的音樂等誘導睡眠（利用音樂的節律來調諧腦波，使其盡快進入NREM）；
5、适當運動也可促眠（運動分泌内啡肽和多巴胺等，這些化學物質可以促進身體的放松和睡眠，調節HPA軸、交感神經系統和腦幹-網狀結構等腦區）；藥物調理（褪黑素）；
6、避免睡前劇烈運動以及咖啡因的攝入；避免過度興奮（興奮會改變睡眠激素的平衡）。
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作者介紹：盧旺盛
副主任醫師，醫學博士
強聯智創（北京）科技有限公司 首席醫學專家
北京天壇普華醫院神經外科 副主任醫師