睡眠:调节和评估

介绍［|]

我们如何睡眠调节［|]

睡眠是由两个独立但又相互关联的过程调节的。[1]这两个过程是:

• 体内平衡睡眠驱动
• 昼夜节律

这些过程在睡眠调节中起作用^[2]：

• 睡眠时间
• 睡眠强度
• 睡眠时间

^[3]

体内平衡睡眠驱动［|]

• 也称为过程S^[1]
• 代表睡眠不足
• 睡眠驱动或睡眠需求在清醒时增加，在睡眠时减少
• 由我们之前清醒的时间来决定
• 睡眠诱导物质在大脑中积累的结果[4]
  • 腺苷从清醒的那一刻开始积累，只有在入睡时才会释放
  • 腺苷增强睡眠倾向(想要入睡的自然倾向)
  • [5]
• 在睡眠不足的状态下，睡眠的内稳态驱动会增加，睡眠很可能在不适当的时间或不寻常的时间发生^[6]
  • 睡眠不足的人的典型现象是“微睡眠”(当一个人由于视觉处理的短暂失误而脱离他们的物理环境时)。睡眠债可以偿还，但睡眠剥夺的长期影响可能对身体、精神和情绪健康有害。阅读更多关于[1]
    • 慢波睡眠——在最初的睡眠阶段最强烈，此时对睡眠的渴望非常强烈，随着睡眠的开始，这种渴望会减弱。例如，白天小睡可能会降低深度睡眠的水平。
    • 因此，慢波睡眠活动及其测量是体内平衡过程的重要标志

  昼夜节律［|]

  也被称为进程C或睡眠/觉醒周期^[1]-有规律地在睡意和清醒之间循环

  • 与正常睡眠和觉醒周期有关的最主要的生物功能
  • 依赖于在大约24小时内振荡的系统，每天在明暗之间变化
  • 人类的昼夜节律实际上不止24小时，但光线有助于将其调节为24小时模式^[7]

  [8]

  • SCN位于下丘脑
  • SCN被称为“授时因子”(时间给予者)的外源性环境线索所同步。^[9]
  • 最强大的授时因子是光——它能激活细胞中的光感受器[10]
    • 最低点是记录到的最低核心温度的点
    • 体温循环也由下丘脑控制
    • 体温在白天升高，在夜间下降

    这些温度波峰和波谷被认为反映了睡眠节奏

    • 最高警觉性将出现在体温峰值附近^[11][12]
    • 随着温度的降低，困倦感会增加

    当睡意强烈的时候(通常在凌晨2点3分左右——轮班工作的人很难在这个时候保持清醒)，就会出现昼夜节律最低点。^[6]

    ^[13]

    睡眠的双过程模型［|]

    

    睡眠调节的双过程模型。睡眠调节的两过程模型的简化表示，类似于最初发表的模型版本(Borbely, 1982)。2天内不同实验条件下稳态过程S的模拟。正常睡眠唤醒时间分别用黑色和白色条表示。蓝线表示8小时睡眠和16小时清醒的基线状态。在蓝线增加的时间段内，模型是清醒的。当它达到上阈值(上正弦黑线)时，模型进入睡眠状态，线减小。这个过程一直持续到达到较低的阈值，然后模型再次被唤醒。绿线表示从18:00左右开始小睡2小时，然后正常睡眠的效果。红线表示睡眠剥夺(40小时连续清醒，跳过一个晚上)和第二天晚上的恢复睡眠。 Note that the model assumes that naps and sleep deprivations have no effect on circadian regulation on the next day.

    这个模型由Borbely提出^[1]认为启动睡眠的能力是由稳态睡眠驱动和昼夜节律过程共同决定的。自稳态过程来源于慢波活动的时间过程，表现为清醒时线性增加，睡眠时线性下降。在理想的、非睡眠剥夺的情况下，体内平衡睡眠驱动和昼夜节律过程之间的相互作用是相对同步的。

    Daan等^[14](1984)研究了睡眠的时间(开始和持续时间)，确定并发展了预测睡眠时间的上限和下限。白天小睡会影响睡眠模式的一致性，并导致体内平衡过程上限的短暂下降。晚上维持清醒区指的是入睡前自我警觉性的提高。^[15]这表明昼夜节律对睡眠倾向的影响。在就寝前的傍晚，在褪黑激素分泌开始前不久，昼夜节律对睡眠的驱动非常低。虽然这似乎有悖直觉，因为这意味着晚上有高度的昼夜节律驱动，但研究表明，傍晚早些时候的昼夜节律唤醒信号会导致更高的主观和客观警觉性，它实际上与积累的体内平衡睡眠驱动相反。^[15]在睡眠/觉醒调节中，这两个过程之间的动态相互作用使得人类白天清醒时间约为16小时，晚上稳定睡眠时间约为8小时。^[16]

    影响阈值的外部条件［|]

    • 睡眠剥夺的条件造成了上限的暂停，因此允许过程S或体内平衡睡眠驱动进一步增加
    • 其他因素，如卧床休息、温暖、黑暗或缺乏社会刺激，会降低最高阈值，从而使睡眠加速。[14]

    昼夜节律调节这两个阈值，并决定睡眠发作的开始和结束。^[14]

    ^[17]

    辅助睡眠驱动［|]

    约翰[18]发展了一个进一步的过程，说明在特定时间的睡眠和清醒取决于两个过程的相对强度，而不是它们的绝对强度。从理论上讲，二次尾流驱动受以下因素的影响^[6]：

    • 的姿势
    • 行为
    • 体育活动
    • 感情
    • 心理活动

    这就支持了心理学方法，这种方法已经被证明在治疗失眠等与睡眠有关的疾病方面是有效的。

    次级睡眠驱动的大小可能是睡眠倾向最重要的决定因素，因为它的变化可以由个人自己控制。这就强调了人们需要照顾自己的身心健康，以及为什么睡眠在慢性疼痛的治疗中起着如此关键的作用。^[6]

    与睡眠倾向有关的因素［|]

    • 一天中的时间
    • 以前的睡眠不足
    • 药物及其对中枢神经系统的影响
    • 年龄
    • 一个人的身体状态
    • 个体的认知状态
    • 工作时间不规律，轮班工作
    • 有睡眠障碍[6]

    睡眠不足与食欲［|]

    在睡眠剥夺的阶段，食欲的增加在困倦程度的增加中是明显的。这是由于控制饥饿感水平的两种主要激素的变化。这些激素是[19]：

    • 瘦素——减少饥饿感的激素
    • 生长素——增加饥饿的激素

    研究表明，违背自然昼夜节律工作的人患心脏病的风险会增加[20]

    睡眠模式［|]

    最初，睡眠在本质上被认为是单相的，但人类学认为它是一个多相系统，在24小时周期中至少有两个阶段的睡眠发生。不太为人所知的阶段是午餐后的餐后低血糖(这个术语用来指在吃了一顿大餐后出现的轻度低血糖)。[6]

    在地中海国家，午睡或白天较短的睡眠时间仍然是一种常见现象，他们的饮食和生活方式对健康的好处可以教会我们很多。

    单相睡眠［|]

    • “正常”的睡眠时间
    • 个人每天睡一次，通常每晚睡7 -9个小时
    • 这种睡眠模式受到工业革命时期比正常工作时间更长的影响。其他理论认为，电的到来和强光照射的增加导致褪黑激素水平下降，这可能对睡眠时间产生负面影响。［21]

    两相的睡眠［|]

    • 一般来说，人们晚上睡得时间较长(5-6小时)，白天睡觉或午睡的时间较短(这段时间通常持续30分钟左右，被认为是一种能量增强剂)。
    • 然而，午睡可以持续更长的时间，长达90分钟，这使得一个人有一个完整的睡眠周期。
    • 另一种形式的双相睡眠是分段睡眠。这包括两个睡眠时段，都在晚上。［21]

    多相睡眠［|]

    • 多相睡眠者每天休息4 -6次。［21]
    • 存在各种睡眠组合类别。这些都是^［21]：
      • 普通人——每天大约睡3个小时，小睡大约3次，每次20分钟
      • Uberman——每天只睡3个小时，每天小睡6次，每次30分钟
      • Dymaxion——每天只睡2小时，每6小时小睡30分钟

    ^［22］

    睡眠评估［|]

    为了促进我们自己和我们的病人在睡眠模式方面的有效行为改变，对困倦程度有一个良好的认识是很重要的。失眠可能在许多医护人员和患者中普遍存在。失眠不仅与无法入睡有关，还与无法保持睡眠或早期清醒的发生率增加有关[6]．睡眠可以客观和主观地测量。

    客观的措施［|]

    客观测量提供了白天睡眠实验室中睡眠潜伏期的测量。这些类型的测试被认为是评估特定睡眠相关结果的金标准。一种常用的测试是多次睡眠延迟测试(MSLT)。另一个较少使用的测试是保持清醒测试(MWT)。

    多次睡眠潜伏期测试［|]

    以下事实适用于多次睡眠潜伏期测试:[23]

    • 测试以确定白天过度嗜睡(例如在应该清醒或警觉的情况下感到困倦，例如驾驶卡车)
    • 决定了一个人需要多长时间才能入睡
    • 识别睡眠的阶段(一个人进入快速眼动睡眠的速度和频率)
    • 提供睡眠倾向与多导睡眠图对照的指示
    • 诊断特发性嗜睡和发作性睡的标准试验
    • 测量一个人白天在安静或无刺激的环境中入睡的速度
    • MSLT通常在多导睡眠图(PSG)之后的早晨开始，持续整整一天
    • 在这个测试中，受试者试着在五次预定的小睡中睡觉，每次休息两小时
    • 测试通常也被称为“午睡研究”
    • 每个试验都位于一个安静的卧室/区域
    • 个人被连接到一个检测睡眠阶段的设备上，程序包括EEG, EOG, EMG和EKG
    • MSLT可以准确地识别一个人何时入睡，是否进入了快速眼动睡眠
    • 如果一个人睡着了，他们会在15分钟后被唤醒
    • 如果一个人在20分钟内没有入睡，小睡试验也会结束
    • 患有发作性睡病的人在MSLT期间通常有两个或更多的快速眼动期
    • 患有特发性嗜睡症的个体-在午睡试验中容易入睡，但未达到快速眼动睡眠

    清醒维持试验(MWT)［|]

    唤醒测试的维护包括以下内容:[23]

    • 测试进行了一整天
    • 测试是在受试者清醒时进行的
    • 指示个人在定期测试中保持清醒，而不是睡着
    • MWT有助于昏昏欲睡的病人的管理-特别是在驾驶目的
    • 衡量一个人在白天的警觉程度
    • 决定一个人能否在安静、放松和无刺激的环境中保持清醒一段时间
    • 在测试过程中，测试者被要求在一个安静、光线微弱的卧室里放松地呆上四到五次，每次大约40分钟，中间有两小时的休息时间
    • 第一次试验通常在个体正常醒来时间后1.5至3小时开始
    • 个人在第一个放松时段前一小时吃早餐，在第二个放松时段后吃午餐
    • 在考试期间，个人可以阅读、看电视、吃饭并在考场内自由活动。
    • 个人在测试期间不能外出，因为在测试期间必须消除日光因素
    • 在放松的时候，个体被连接到一组监控的导线上
      • 心脏活动(2-3导联)
      • 大脑活动(4个脑电图导联)
      • 下巴肌肉活动(3导联)
      • 左右眼运动
    • 如果一个人在放松期间的任何时间睡着90秒，测试终止
    • 睡眠专家通过分析数据来确定个人白天的困倦程度

    精神运动警觉性任务［|]

    精神运动警戒任务(PVT)包括:[24]

    • 另一种客观评估困倦程度的方法
    • 睡眠研究中神经行为警觉性的有效测量
    • 用来量化对睡眠不足的反应，通过测量保持注意力和对显著信号迅速作出反应的能力
    • PVT -要求对刺激(数字计数器)作出反应，只要刺激出现就按一个按钮，这将停止刺激计数器并显示反应时间
    • 准确测量神经行为的表现
    • 表明清醒时认知功能的一个基本方面
    • 易于执行和管理
    • 受学习/天资影响最小
    • 短暂的
    • 有效、可靠、灵敏

    客观睡眠测量的利弊［|]

    这些方法的优点包括[23]：

    • 使用国内无法使用的先进技术
    • 精确和离散的方法-可以区分不同的睡眠阶段
    • 睡眠评估的金标准

    缺点是^[23]：

    • 昂贵的方法
    • 耗时的方法
    • 劳动密集型的措施
    • 需要专业协助
    • 只能在短时间内完成(一两天)
    • 另一个重要的功能缺陷是，在睡眠实验室进行的评估并不是在病人家里通常的睡眠环境中进行的，因此它并不能真正衡量正常的睡眠情况。

    嗜睡与安全［|]

    模拟环境可以很好地预测困倦程度。评估一个人在非睡眠剥夺状态和睡眠剥夺状态下的表现(他们表现得有多好、表现得有多好)，将提供睡眠剥夺对表现影响的信息。请记住，在一些绩效评估中，有一个重要的学习曲线效应，当在睡眠剥夺和绩效领域进行研究时，需要考虑到这一点。[6]

    对道路交通事故和航空工业中疲劳引起的嗜睡的评估表明，模拟试验是有效的。身体上评估困倦程度的一种方法是通过监测闭眼措施，因为这已被证明是疲劳的一个指标。眼睑位置可能是睡意/困倦的稳定生理指标。^［25]其他生理测量如褪黑激素代谢物可能为评估昼夜节律过程提供机会，但还需要进一步的研究。^[6]

    主观睡眠测量［|]

    主观的睡眠测量包括睡眠问卷、睡眠日记/日志、估计困倦程度的评分量表和硬件设备。这些测量可以提供一个关于睡眠时间水平、睡眠一致性、睡眠倾向和失眠的广泛概述。它们也是一种快速且经济有效的评估困倦程度的方法。[26]

    爱普沃斯嗜睡量表［|]

    爱普沃斯嗜睡量表:[27]

    • 最常用的测量方法之一
    • 简单，广泛使用的自我管理问卷
    • 测量白天的困倦程度
    • 被调查者被要求在日常生活中经常遇到的八种典型情况下(如坐着看书、看电视、坐车等)评估自己经常打瞌睡的几率。
    • 分数越高，越容易入睡
    • ESS在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)和嗜睡症患者中较高，在失眠症患者中较低
    • 验证性研究表明，使用PSG的ESS评分与睡眠潜伏期之间存在显著相关性

    卡罗林斯卡嗜睡量表［|]

    • 主观评定量表，当困倦程度较高时，通过生理和行为变化来评定困倦程度[26]
    • 由9分李克特量表组成
    • 对个人当时困倦程度的自我报告的主观评估
    • 常用于倒班工作、睡眠剥夺和驾驶的研究
    • 与PSG测量和基于绩效的测量具有良好的相关性(绩效的恶化与KSS值的增加相关)

    联系硬件设备来评估睡眠［|]

    近年来，跟踪睡眠的流行程度有所增加。基于的预测建模在这里．

    然而，有研究表明，健身追踪器和手机应用往往低估了睡眠中断，高估了总睡眠时间和睡眠效率。^[23]

    虽然对睡眠的主观测量有助于强调对睡眠不足的认识，但我们也需要客观的测量。许多医疗保健专业人员和临床人群报告睡眠限制水平增加。这导致许多专业人士接受警觉性和表现下降以及情绪变化的新基线。这种危害是可以逆转的，但它也会对身体、精神和情感健康产生长期影响。睡眠债是不可能偿还的，睡眠限制的影响是持续的，很可能会持续下去。^[6]

    结论［|]

    在控制睡眠的过程中，有两个独立但相互关联的过程——体内平衡睡眠驱动和昼夜节律。这些过程可能受到外部因素的影响，如身体、精神和生理状况、照明水平，甚至是一个人的职业的工作模式。客观和主观的睡眠测量在行为改变中都起着重要的作用。[6]

    参考文献［|]

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