觉醒和睡眠两种生理活动状态交替出现，对于人体来说是必要的。只有在觉醒状态下，人体才能进行学习、工作、劳动和其他活动；通过睡眠，可以使人体的精力和体力得到恢复。
（一）觉醒状态
觉醒状态可分为脑电觉醒和行为觉醒两种状态。在行为觉醒状态时，人或动物出现觉醒时的各种行为表现。而脑电觉醒状态是指人或动物的脑电图出现去同步化快波，但不表现觉醒行为。研究表明，这两种觉醒状态产生的机制可能是不同的。中脑黑质多巴胺递质系统可能参与行为觉醒状态的维持。而蓝斑上部的去甲肾上腺素递质系统被破坏后，动物脑电的快波明显减少，即脑电觉醒不能维持。因此认为蓝斑上部的去甲肾上腺素递质系统可能与脑电觉醒的维持有关。脑干网状结构上行激动系统（乙酰胆碱递质系统）对上述作用起调制作用。
（二）睡眠状态
对整个睡眠过程的仔细观察发现，睡眠可分为两种不同的时相状态，分别称为慢波睡眠（slow wave sleep，SWW）和快波睡眠（fast wave sleep，FWW）。快波睡眠又称异相睡眠（paradoxical sleep，PS）或快速动眼（rapid eye movement，REM）睡眠。
在慢波睡眠时相，脑电图呈现同步化的慢波。其主要生理表现为：嗅、视、听、触等感觉功能暂时减退；骨骼肌反射活动和肌紧张减退；血压下降、心率减慢、瞳孔缩小、尿量减少、体温下降、代谢率减低、呼吸变慢、胃液分泌可增多而涎液分泌减少和发汗功能增强等。此时相中生长素分泌明显增多。一般认为，慢波睡眠有利于体力的恢复和促进生长。
在快波睡眠期间，脑电图呈现去同步化的快波。在此时相，各种感觉功能进一步减退，以至唤醒阈提高；骨骼肌反射活动和肌紧张进一步减弱，肌肉几乎完全松弛。此外，还会有间断的阵发性表现，如眼球出现快速运动、部分肢体抽动、血压升高、心率加快和呼吸加深而不规则等。一般认为，快波睡眠对促进精力的恢复是有利的。动物脑灌流实验观察到，快波睡眠期间脑内蛋白质合成加快。因此认为快波睡眠对于幼儿神经系统的成熟有密切关系，并认为此时相的睡眠有助于建立新的突触联系而促进学习记忆活动。快波睡眠期间自主神经系统的一些阵发性表现如心率变快、血压升高、呼吸加快等，又可能成为某些疾病发作的诱因。心绞痛、哮喘、阻塞性肺气肿缺氧的发作常在此时相出现。在快波睡眠时，将受试者唤醒，80%的人报告说正在做梦，而在慢波睡眠期间此比例不足10%，所以做梦也是快波睡眠的一个特征。
在完整的睡眠过程中，以上两种睡眠时相交替出现。成人睡眠开始于慢波睡眠，持续80～120min，然后转入快波睡眠，持续20～30min，然后又转入慢波睡眠。如此交替反复4～5次即完成睡眠过程。两种时相的睡眠都可以直接转为觉醒状态。
对于恢复体力和精力而言，高质量的睡眠至少有两个要素。一是合理的时间，一般来说，成人每天睡眠需7～9h，老年人略少，儿童需要的睡眠时间较长，为10～12h。另一要素是睡眠状态的质量，特别是睡眠过程的完整。
思考题
1．结合感觉投射系统的知识，试分析古人“头悬梁，锥刺股”对机体的生理作用。
2．参加体育比赛时你会觉得饿吗？赛前、剧烈运动中和比赛结束休息一段时间后各有什么生理变化？试用生理学相关知识分析。
3．请用解剖生理学知识来解释肝胆病变何以引起右肩胛部疼痛。
4．试述突触传递与神经-肌肉接头传递的同异点。
5．试述脊休克、去大脑僵直、帕金森病产生的原因和机制。
（李伟东 贺耀德）
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