第四节 睡眠障碍
睡眠是高等脊椎动物周期性出现的一种自发和可逆的静息状态，表现为机体对外界刺激的反应性境地和意识暂时中断，是一种生理现象。人的一生中有1/3的时间是在睡眠中度过的，睡眠是维持人体正常生理功能及其重要的生命活动。
一、睡眠的神经机制
与觉醒一样，睡眠也是主动的过程，是中枢神经系统内有睡眠神经结构积极活动的结果，目前研究证实觉醒系统，NREM睡眠系统和REM睡眠系统相互作用参与睡眠觉醒周期的调节。
1.觉醒系统
大脑皮质本身不具有自身激活的内在机制，必须依靠皮质下和脑干上行网络的聚合辐散对皮质产生兴奋性冲动。促进觉醒的系统有两条主要的激活途径。第一条是由脑干被盖背外侧核（LDT）和脑桥被盖网状核（PPT）通过乙酰胆碱激活丘脑中继核和网状核，继而将信号传递到大脑皮质。第二条是由来自不同神经核团的信号首先激活外侧下丘脑和基底前脑，然后激活大脑皮质。这些神经核团起源于上位脑干和尾侧下丘脑部位的单胺能神经元，包括：①下丘脑结节乳头体核（TMN）组织胺能神经元；②腹侧导水管周围灰质（vPAG）多巴胺能神经元；③中缝背核5-羟色胺能神经元；④蓝斑核（LC）去甲肾上腺素能神经元。此外，第二条激活途径也接受来自外侧下丘脑食欲素能神经元、基底前脑GABA和乙酰胆碱能神经元的信号。另外在动物实验中发现当阻断脑干网状结构的胆碱能系统后，脑电呈同步化慢波，但行为上并不表现为睡眠，即行为觉醒；单纯破坏中脑黑质多巴胺系统后，动物对环境的改变不再有探究行为，但脑电仍可出现快波，即脑电觉醒。
2.NREM睡眠系统
研究表明，下丘脑腹外侧视前区含有睡眠活性神经元，是诱发睡眠的主要中枢，特别是与深睡眠相关。下丘脑腹外侧视前区的γ-氨基丁酸（GABA）和甘丙肽（GLA）神经元投射到与觉醒相关的脑区（如下丘脑后部、脑干及基底前脑等），产生抑制作用，促进觉醒向睡眠转化，使深慢波睡眠增加，同时GABA抑制垂体促肾上腺皮质激素和垂体促甲状腺素，从而发挥对睡眠的调节作用。此外脑干网状结构和蓝斑核（LC）的GABA神经元在睡眠阶段也表现出有选择性的兴奋性，从而起到抑制其他部位促进觉醒的神经元的作用。在丘脑，丘脑网状结构GABA神经元抑制丘脑到皮质的接替神经元，包括丘脑到皮质的非特异性投射系统，从而起到了减缓皮质激活的作用。另外，腺昔可通过作用于视前区，下丘脑前部（POAH）和腹外侧视前区，具有强烈抑制胆碱能和谷氨酸能神经元的功能。动物实验显示前列腺素D2灌注到动物基底前脑吻端腹内侧区蛛网膜下腔后可引起慢波睡眠的增加。
3.REM睡眠系统
延髓和脑桥是调节REM睡眠的基本结构。在REM睡眠期间，脑桥被盖背外侧部和脚桥被盖核区以及延髓大细胞核和脑桥巨细胞核的神经元放电活动明显增加，这些神经元被称为REM睡眠的开放神经元。另外，在REM睡眠期间，头端中缝背核和蓝斑固有核神经元的放电活动完全停止，称为REM睡眠的关闭神经元。脑桥被盖背外侧和脚桥被盖核区的神经纤维投射到脑桥网状结构、丘脑外侧膝状体，进一步投射到丘脑、基底前脑和大脑皮质，不仅产生去同步化脑电和PGO电位，引发快速眼球运动，同时下行纤维经延髓腹外侧网状脊髓束抑制脊髓运动神经元。此外延髓网状结构尾部的GABA神经元与甘氨酸神经元一起将神经纤维投射到脊髓，在快动眼睡眠期表现为兴奋状态并且可能直接抑制脊髓运动神经元。这些均与REM睡眠期间的肌张力完全消失有关。
NREM睡眠系统、REM睡眠系统和觉醒系统在功能上不是孤立的，而是受前脑结构调节而保持功能上的联系。
二、睡眠障碍的分类与诊治
（一）失眠障碍
1.失眠障碍概述
失眠障碍是一种常见的生理心理障碍，通常指患者对睡眠时间和（或）质量不满足并影响日间社会功能的一种主观体验。失眠表现为入睡困难（入睡时间超过30min）、睡眠维持障碍（整夜觉醒次数≥2次）、早醒、睡眠质量下降和总睡眠时间减少（通常少于6h），同时伴有日间功能障碍。他原发或继发于其他的躯体和心理及疾病，是人类面临的重要的健康问题。根据不同的评价标准，失眠症状或失眠障碍的现患率在4%～50%。最新的ICSD-3对失眠症的诊断强调必须具备以下临床特征：
（1）入睡困难、睡眠维持障碍、早醒、睡眠质量下降或日常睡眠晨醒后无恢复感（nonrestorative sleep）。
（2）在有条件睡眠且环境适合睡眠的情况下仍然出现上述症状。
（3）患者主诉至少下述1种与睡眠相关的日间功能损害：①疲劳或全身不适；②注意力、注意维持能力或记忆力减退；③学习、工作和（或）社交能力下降；④情绪波动或易激惹；⑤日间思睡；⑥兴趣、精力减退；⑦工作或驾驶过程中错误倾向增加；⑧紧张、头痛、头晕，或与睡眠缺失有关的其他躯体症状；⑨对睡眠过度关注。失眠障碍可分为短期失眠、慢性失眠和其他失眠障碍。
2.失眠症的表现
患者表现为入睡困难，睡眠不深、易醒、早醒、醒后再次入睡困难及睡后无恢复感等，由于慢性睡眠不良，常可导致日间功能障碍，患者表现为晨起头脑不清晰、头晕、精神萎靡、嗜睡、反应迟钝、注意力和警觉性下降、精力不足、疲劳感增加，以致无法坚持工作。
（1）入睡困难。最主要的表现为上床后久久不能入睡，睡眠潜伏期延长，常大于半小时，失眠者害怕夜幕降临，害怕上床休息，就寝前后烦躁、焦虑、辗转反侧难以入睡，越不能入睡时越试图使自己睡着，越显得兴奋或焦虑，从而形成恶性循环。同时患者经常性考虑如何得到充足的休息，过多考虑个人问题、健康状况以及失眠引起的不良后果。
（2）睡眠保持困难。主要表现为夜间觉醒次数增加或觉醒后不能再入睡。患者似乎处于一种惊恐不安的情绪中，唤醒阈值降低，一些细小的干扰，如声响或活动等足以将患者从睡眠中唤醒。多导睡眠监测显示患者在一夜中的觉醒时间达15%～25%，是睡眠正常者3～5倍（睡眠正常者夜间觉醒时间约5%），且深睡眠明显减少，因此醒后多感体力恢复不佳。
（3）早醒。早晨醒来的时间比通常的起床时间或本人希望的时间早2h以上，常在凌晨2∶00-3∶00醒来，且不能再次进入睡眠，处于完全清醒状态。
（4）熟睡困难。是一种没有得到良好休息的睡眠感，尽管睡眠时间足够长。正常人的熟睡感与深NREM睡眠的量相关。
3.失眠症的干预
失眠的治疗目标首先是建立良好的睡眠卫生习惯和正确地睡眠认知功能；教育患者学会控制与纠正各种影响睡眠的行为与认知因素；改变与消除导致睡眠紊乱慢性化的持续性因素。其次是帮助患者重建较“正常”的睡眠模式；修复正常的睡眠结构；摆脱失眠的困扰。
（1）一般治疗。失眠往往与不良的睡眠卫生习惯有关，因此需加强睡眠卫生宣教，建立良好的睡眠卫生条件和环境，培养与保持良好的卫生习惯，强调有规律的工作和休息，通过避免午睡、尽量减少卧床时间规律的锻炼、夜间按摩、睡前冲温水澡等方式增强夜间的睡眠欲望，同时应尽可能避免睡眠前饮用咖啡因、茶等易兴奋物质。此外日间适当光照，抑制日间褪黑激素分泌，从而增加夜间褪黑激素分泌，增加睡眠。
（2）药物治疗。主要包括苯二氮䓬类、非苯二氮䓬类药、褪黑激素受体激动剂、抗焦虑和抑郁药物等，是目前治疗失眠常用的药物。药物治疗的关键在于把握获益与风险的平衡，兼顾个人化原则，提倡间断服用，甚至按需服用。
（3）认知行为治疗。失眠患者往往对失眠的不良后果估计过重，存在着不良认知，如对失眠成因的错误观念、控制和预期睡眠的感知能力下降、不切实际的睡眠期望、夸大和错误估计失眠的后果、对促进睡眠的行为的错误认识等。失眠的认知行为改变患者对睡眠的错误信念和态度为目标，纠正患者的不良卫生习惯，阻断恶性循环。睡眠障碍的行为治疗主要包括刺激控制疗法、睡眠限制疗法、认知疗法、松弛疗法、生物反馈疗法、矛盾意向法等。
认知疗法：认知疗法着力予帮助患者认识到自己对于睡眠的错误认知，以及对于失眠问题的非理性信念与态度，使患者重新树立起关于睡眠的积极、合理的观点，从而达到改善失眠的目的。
睡眠限制疗法：失眠障碍患者往往企图用延长卧床时间来增加睡眠的机会，或通过卧床来缓解白天的疲劳、精力不足，而这往往使患者睡眠质量进一步下降。睡眠限制疗法通过缩短夜间睡眠的卧床时间，增加睡眠的连续性，直接提高睡眠的效率，并且通过禁止白日的小睡，增加白天的睡眠驱动力。
刺激控制疗法：刺激控制疗法通过减少卧床时的觉醒时间来消除患者存在的床和觉醒、沮丧、担忧等这些不良后果间的消极联系，尽量使患者在卧床时大部分时间处于睡眠状态，从而重建一种睡眠与床之间积极明确的联系使患者迅速入睡，严格执行规定的睡眠作息，促使稳定睡眠-觉醒时间表的形成。
（二）睡眠过度
1.睡眠过度的概述
睡眠过度指白天睡意过多、持续睡眠状态或不正常睡眠规律，仅在经常刺激时才能保持清醒，症状持续3个月以上，多次小睡潜伏期试验（MSLT）对确诊此这一类疾病有重要作用。其病因及发病机制非常复杂，主要与睡眠-觉醒调节机制有关，任何能影响这一环节的神经系统疾病都可能导致睡眠过度，如脑干网状结构上行激活系统（ARAS）、基底前脑胆碱能神经元及下丘脑的组织胺神经元等功能障碍，干扰睡眠觉醒机制，以致夜间睡眠片段化和睡眠阶段分离。杏仁核群通过与丘脑、下丘脑和脑干等睡眠-觉醒调节中枢有着复杂的纤维联系，电损毁双侧杏仁核，则觉醒时间缩短，慢波睡眠和异相睡眠时间延长；调控睡眠的其他结构及神经递质改变，如黑质-纹状体多巴胺系统、去甲肾上腺系统、胆碱能系统等功能紊乱。如痴呆患者不仅褪黑激素含量下降，而且分泌节律异常，昼夜节律异常。其他如寰椎与枢椎脱位所致的高颈段脊髓压迫可引起创伤后过度睡眠，中枢神经系统感染可导致昏睡病。睡眠过度常见类型有发作性睡病、反复发作性睡眠过度、特发性睡眠过度及创伤后睡眠过度等。
2.睡眠过度的表现
患者表现为白天嗜睡，夜间睡眠正常或睡眠时间缩短，睡中易醒等，由于白天嗜睡，严重影响患者日间功能，同时伴发神经精神症状和认知功能改变，表现为精神萎靡、头昏、头胀、反应迟钝、记忆力下降等。发作性睡病是常见的睡眠过度类型，多见于15～25岁，典型表现为日间过度睡眠、猝倒发作、睡眠瘫痪、睡眠幻觉四联征。
（1）日间过度睡眠。绝大多数病例均有日间发作性过度睡眠，这是最重要的主诉，其特征是反复发作的多次打盹、小睡或短时间的睡眠间隔（常少于1h）。患者表现为突然出现无法预计的过度睡意和不可抗拒的睡眠发作，常出现于不适宜的场合，尤其常见于环境刺激减少期间，如阅读、看电视、骑自行车等，甚至可以出现于相互间的商务谈判、进餐、行走或主动性交谈时。这些睡眠发作偶可被增强的刺激所阻止，但常常不可抗拒。在过度睡眠周期中，只要一段短时间的小睡（10～30min）就可以使精神振作。
（2）猝倒发作（cataplexy attacks）。猝倒发作表现为清醒期突然发生的双侧骨骼肌肌张力下降而意识相对保留，通常被认为是快速眼球运动睡眠片段解离与插入的表现。常常由激动情绪如大笑、高兴、愤怒、悲伤等诱发。猝倒可仅表现为局部骨骼肌无力，如眼睑下垂、舌脱垂、面部松弛，甚至仅为视力模糊（眼肌受累），也可影响到颈部、上肢和下肢，引起头下垂、上肢下垂、膝盖弯曲、身体前倾，甚至跌倒等，呼吸肌通常不受累。猝倒发作时间通常短暂（少于2min），可以迅速得到完全恢复，有时强烈的情感刺激可能引发持续的猝倒发作，严重时可持续数小时，称为猝倒持续状态。
（3）夜间睡眠障碍。包括夜间睡眠中断、觉醒次数和时间增多、睡眠效率下降、睡眠瘫痪、入睡前幻觉、梦魇、异态睡眠及REM睡眠期行为障碍等。其中最具特征性的是与梦境相关的睡前幻觉和睡眠瘫痪发生于33%～80%的患者。
睡前幻觉是发生于觉醒-睡眠转换期的梦境样体验，一般多为恐怖或不愉快的内容，也可发生在觉醒前。通常为视觉或体感幻觉（如“灵魂出窍”感），也可表现为听觉、平衡觉或多种感觉复合形式的幻觉。
睡眠瘫痪是发生在入睡时或从睡眠向觉醒转换过程中，患者体验到运动不能的症状，此时患者虽然意识清醒，但无法自主运动或讲话，持续数十秒到数分钟，在有意识努力控制下或外界刺激（身体受到触碰）下可立即恢复正常。睡眠瘫痪时常伴有呼吸困难的感觉和各种形式的幻觉，多为恐怖性体验。
3.睡眠过度的干预
（1）一般治疗。积极寻找相关病因，以对因治疗为主，同时需注意培养与保持良好的卫生习惯，强调有规律的工作和休息，尽可能保证夜间获得充足的睡眠，白天可定时小睡，以帮助患者维持比较满意的觉醒状态，白天增加体力劳动以改善白天过度睡眠。其次患者不宜从事高精度、高注意力、具有危险性等职业。
（2）药物治疗。可使用中枢神经兴奋剂、抗抑郁剂、多巴胺受体的药物、单胺氧化酶抑制剂及镇静催眠药物（短半衰期的）等。
（3）心理治疗。由于病情的影响，多数患者常常存在人际关系、社会关系、工作关系及夫妻家庭等方面出现问题，使患者缺乏自信心、孤独感，甚至部分患者出现了反应性抑郁症，从而严重影响生活质量，因此应给予强力的心理支持，消除患者的紧张情绪，增加治疗的信心。
（三）睡眠觉醒障碍
1.睡眠觉醒障碍的概述
睡眠觉醒周期是机体生命的高级生理活动，人类觉醒状态是生存所必需的行为表现，以保证脑的高级智能，如思维、认知和情绪等行为活动的正常进行，而睡眠时机体有意识活动明显减弱并逐渐消失。大脑皮质兴奋性受到去甲肾上腺素能和多巴胺能两个同步系统的控制，前者维持1、2级皮质兴奋，后者则为3、4级皮质兴奋。当两者之间兴奋水平不一致时，如果是3、4级皮质兴奋而1、2级抑制，这就是梦；如果1、2级皮质兴奋而3、4级皮质抑制，就是下意识活动状态下的不自主活动，如梦游；而3、4级皮质在睡眠后先兴奋而1、2级皮质仍处于抑制状态，就是清醒后一时性瘫痪；如果在清醒状态下突然引起1、2皮质级抑制，那就是猝倒发作。睡眠觉醒障碍常见的类型有睡行症、睡惊症、快速眼动睡眠行为障碍和睡瘫症等。
2.睡眠觉醒障碍的表现
睡眠觉醒障碍主要表现为由睡眠向觉醒移行过程中，意识尚未完全清醒状态下出现的异常事件，伴有做梦或异常情感体验，活动多变。NREM睡眠期或者REM睡眠期均可发生，可以表现为各种类型。
1.睡行症（sleep walk）
亦称梦游症，以睡眠中行走为主要特征，通常发生在入睡2～3h的NREM睡眠期。发作时表现刻板动作到复杂习惯行为，如睡眠中起床行走，或日常习惯性的动作，口中念念有词，并能够与人答话，但是口齿不清，答非所问，发作时呈现出低水平的注意力、反应性和运动技能，能够避开障碍。事后对发作过程自己不能回忆。(https://www.daowen.com)
2.睡惊症
通常发生在入睡后1～2h内，表现为突然坐起，喊叫哭闹，双目凝视，表情十分恐惧和焦虑，伴有强烈自主神经症状，如心动过速、呼吸急促、皮肤潮红、出汗等，发作时意识模糊、呼之不应。一般持续1～2min后自行停止，躺下继续睡觉，绝大多数事后不能回忆。
3.节律性运动障碍（rhythmic movement disorder）
也称睡中撞头、夜间摆头，多见于儿童，表现为睡眠期间躯体一组肌肉反复出现刻板性运动，临床最常见的是头颈部的运动。
4.快速眼动睡眠行为障碍（REM sleep behavior disorder，RBD）
主要表现是为在生动梦境中出现特征性暴力行为发作，如拳打脚踢、翻滚、跳跃等，伴有梦语，1/3的患者发生自伤或伤人，在发作期间，患者易被唤醒，醒后不会出现意识混浊，但能否回忆不尽相同。主要由于REM睡眠期肌肉迟缓消失，并出现与梦境相关的复杂运动为特征，多见于50岁以上的男性，常见于神经系统变性疾病，如PD、AD。
5.遗尿症（enuresis）
指儿童不能随意控制小便。临床上分为原发性和继发性遗尿。原发性遗尿症一般从婴儿开始一直持续到儿童期，男性多于女性，遗尿次数从每周1～2次到每夜次数不等。继发性遗尿可出现在任何年龄。阻塞性睡眠呼吸暂停综合征及变态反应与儿童或成人遗尿症有关。心理创伤是长期遗尿最常见最严重的并发症，遗尿症患儿往往表现胆小、被动、敏感、孤独内向或易于兴奋等性格特点。
6.梦魇（nightmares）
是在有在惊恐或焦虑为特征的梦境体验上产生呻吟并惊醒的睡眠行为障碍。常与人格特征、童年艰难境遇、精神因素及恐怖色彩事件等相关。3～6岁儿童最多见，多发生在后半夜REM睡眠期，长而复杂的噩梦，内容离奇恐怖，伴躯体压迫感和欲动不能的体验，呼吸与心率加快，但无显著活动，最后从梦中惊醒，事后能清晰回忆。
7.睡瘫症（sleep paralysis）
是指睡眠中发生的短暂自主运动不能，常伴恐怖体验。散发性与不良睡眠习惯、精神应激及不良睡姿相关，家族性睡瘫症呈X-连锁显性遗传。临床多见于青少年，患者于入睡或觉醒时出现短暂性无力移动躯干或肢体，表现为部分或完全性骨骼肌麻痹，伴焦虑恐怖、窒息感、幻觉等，事后能够回忆。
8.夜间发作性肌张力障碍（nocturnal paroxysmal dystonia，NPD）
是在NREM睡眠期反复出现的刻板的肌张力障碍或运动障碍的发作。本病病因及发病机制不明确，多数学者认为NPD是一种起源于颞叶的癫痫。主要表现为NREM睡眠中突然出现刻板短暂（1min内）反复的肌张力障碍姿势，伴投掷样或舞蹈样手足徐动样运动及声音，结束时清醒。持续达60min者称为长时间发作，比较少见。
9.不宁腿综合征（restless legs syndrome，RLS）
最常见表现为双下肢不适感，常描述为蚁走感、烧灼感、触电感、紧箍感、撕裂感或酸痛等，夜间睡眠或安静时出现或加重。不适感或疼痛持续数秒或1min，反复发生，难以忍受，表现强迫性动作和不安，捶打或下床不停走动可暂时缓解，一夜数次，踢腿、按摩患肢也可减轻，但某些患者可仅有活动肢体愿望而无不适感。发病数年后1/3～1/2的患者可出现上肢症状，但仅累及上肢而下肢无症状者极罕见。随病情进展，髓部、躯干及面部也可受波及。注意力高度集中如辩论或玩电脑游戏时症状可减轻，冷水或热水浴对大多数患者有效。发作具有典型的昼夜规律，多出现于晚上或上半夜，发作高峰在午夜12点与凌晨3点之间。
3.睡眠觉醒障碍的干预
（1）一般治疗。积极寻找相关病因，以对因治疗为主。同时发病可能与过度疲劳、压力过大、睡眠时间不足或过分担忧等诱因有关，因此合理安排作息时间，增加患者的总睡眠时间，白天适当地进行体育锻炼有助于睡眠。患者在睡眠中被唤醒可出现不恰当行为而自伤或伤人，因此应注意保护，发作时不弄醒患者，尽可能引导患者上床睡觉，做好安全防范措施，如移走房间内的危险性的物品、锁好窗户等。
（2）药物治疗。一般不需要进行药物治疗，对于发作频繁、动作复杂、活动范围较大的患者，可使用苯二氮草类，患者效果不佳时，可使用三环类抗抑郁药，此外可选择使用5-羟色胺再摄取抑制剂和盐酸曲哩酮等。多巴胺能药物及抗癫痫药等对多数不宁腿综合征的患者效果较好。
（3）心理治疗。心理治疗对年轻患者疗效肯定，但对年老的患者无明显疗效，如同时存在焦虑症，心理治疗可能有所帮助。对于遗尿症患者主要以心理治疗为主，包括启发教育、膀胱容量训练、条件反射治疗等。
三、脑损伤后的睡眠障碍
（一）不同脑区损伤后的睡眠障碍
1.脑干
脑干是位于脊髓和间脑之间的较小部分，位于大脑的下面，脑干的延髓部分下连脊髓。呈不规则的柱状形。脑干自下而上由延髓、脑桥、中脑三部分组成。
脑桥与中脑交界处的背外侧被盖核（LDT）和脚间被盖核（PPT）是启动REM睡眠的重要结构，他们向头端发出的胆碱能神经纤维投射到丘脑和前额基底部，引起REM睡眠的特异的脑电活动，尾端发出的胆碱能纤维投射到脑桥网状结构神经元，引起一系列REM睡眠事件，如快速眼动睡眠行为障碍、睡瘫、梦魇等。研究表明，GABA神经元与脚间被盖核区（PPT）的GABAa受体结合，通过抑制核内与觉醒相关的神经活动发动REM睡眠，同时脚间被盖核区（PPT）接受来自脑桥网状结构（PRF）的谷氨酸能神经元的纤维投射，通过兴奋kainate受体，促进REM睡眠，当其内部的传导纤维或组织受损时，即可发生睡眠-觉醒障碍。
另一方面，背侧中缝核及脚间背盖核的REM-On神经元接受分别来自背侧中缝核与蓝斑发出的5-HT和NE的投射纤维，引起钾离子内流使之超极化，抑制REMOn神经元活动。在NREM睡眠末时，蓝斑和背侧中缝核神经元放电减少，对REMOn神经元的抑制作用开始减弱，并且REM-On神经元发出胆碱能纤维质蓝斑及背侧中缝核，形成正反馈通路，在REM睡眠中REM-On神经元逐渐兴奋REM-OfT神经元，最后终止于REM睡眠，一旦其正反馈环路遭到异常时，睡眠调节发生障碍。
2.下丘脑
又称丘脑下部。位于大脑腹面、丘脑的下方，是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。通常将下丘脑从前向后分为三个区：视上部位于视交叉上方，由视上核和室旁核所组成；结节部位于漏斗的后方；乳头部位于乳头体。
视交叉前腹外侧区（VLPO）中的γ-氨基丁酸（GABA）能和甘丙肽能神经元在睡眠期间表现活跃，同时存在着睡眠关-开神经元，其发出抑制性纤维投射到下丘脑后部的觉醒系统，包括5-羟色胺能中缝背核细胞群、组织胺能结节乳头核、去甲肾上腺素能蓝斑核及增食欲能外侧下丘脑核，并接受来自脑干包括调节觉醒、自主神经、边缘系统和节律功能的投射纤维，同时还参与REM睡眠机制的调节。
下丘脑背外侧区含有分泌素神经肽的神经元，投射到边缘系统、下丘脑、蓝斑、中缝核及背外侧区和脑桥被盖核区等觉醒区，增强觉醒系统上行网络的活动而维持正常觉醒状态，并抑制背外侧和脚桥被盖核区的REM睡眠开放神经元。实验证明，下丘脑分泌素基因敲除或下丘脑分泌素2型受体基因突变的小鼠或下丘脑分泌素神经元损毁的大鼠均有发作性睡病样改变，临床上发作性睡病的患者血浆和脑脊液中下丘脑分泌素神经肽浓度降低，死后尸解示脑组织内的神经肽能神经元数量明显减少。
下丘脑促垂体区肽能神经元分泌的肽类激素，其分泌存在昼夜节律性波动，并在中枢神经的调控中，直接或间接影响睡眠和觉醒的功能，如HPA轴激素参与睡眠障碍的发生、发展目前已得到国内公认，部分严重HPA轴反馈抑制功能受损的患者可发生昼夜节律被破坏，甚至是日夜颠倒。有学者认为脑内网状结构与下丘脑之间的神经传递障碍是失眠、睡眠过多及REM睡眠行为障碍的重要发病机制。此外，下丘脑通过视网膜-视交叉上核-松果体轴调节褪黑激素的分泌，参与睡眠节律的调节，功能异常时临床上可出现睡眠时相的改变。
3.基底前脑
基底前脑（basal forebrain）是指端脑和间脑腹侧的一些结构，它们的共同特点是位于前连合的下方，主要包括腹侧纹状体苍白球（又称腹侧基底节）、杏仁核的延伸部、Meynert基底核、伏隔核及Broca斜角带核等。20世纪60年代发现基底前脑和无名质的乙酰胆碱能神经元及其他神经元对觉醒期皮质的激活具有重要作用。研究发现基底前脑的胆碱能神经元在觉醒期内有紧张性放电，直接兴奋皮质细胞，或者压抑丘脑网状核的节律振荡保持觉醒，当电刺激基底前脑可引起皮质中乙酰胆碱释放，伴有皮质去同步化现象，损毁胆碱能神经元时，则可见皮质的快节律降低，慢波活动增加，由此可知与丘脑接替核群一样，基底前脑胆碱能神经元可接替从低位脑干网状结构到皮质去的兴奋性冲动。此外基底前脑向下丘脑后部的投射纤维部分是GABA能的，从而抑制觉醒。投射至脑干的神经纤维多是非胆碱能的，可能包括GABA、谷氨酸、神经肽，尤其是投射至蓝斑核、中缝核、背外侧被盖的纤维在觉醒和REM睡眠中起关键性作用。
4.松果体
松果体位于附于缰连合后面，两上丘之间的凹陷内，为一红褐色的豆状小体。松果体是人体的“生物钟”的调控中心。由于褪黑激素的分泌受光照和黑暗的调节，一旦暴露在光下，视网膜神经节细胞释放黑色素至视交叉上核，视交叉上核的反馈信号通过交感内部中间外侧细胞核反馈至松果体，抑制褪黑激素的分泌，反之，当黑暗刺激视网膜，则促进褪黑激素的分泌，因此，昼夜周期中光照与黑暗的周期性交替就会引起褪黑激素的分泌量相应地出现昼夜周期性变化，褪黑激素分泌在午夜达到高峰期，午间分泌最少。松果体通过褪黑激素的这种昼夜分泌周期，向中枢神经系统发放“时间信号”，转而引发若干与时间或年龄有关的“生物钟”现象，如睡眠与觉醒。褪黑激素对人和动物有镇静作用，并且与分泌量成正比，因此当松果体受损，导致褪黑激素分泌节律失调，分泌量减少，可引起睡眠节律失调，表现为难以控制的早醒、傍晚容易入睡不能保持清醒、白天嗜睡等症状。
5.边缘系统
边缘系统指高等脊椎动物中枢神经系统中由古皮质、旧皮质演化成的大脑组织以及和这些组织有密切联系的神经结构和核团的总称。在边缘系统中的后眶回、副嗅皮质、杏仁核群、视前区以及下丘脑前部是与睡眠活动有关的部位，用电流刺激这一脑区，动物出现睡眠反应。这一脑区以下水平作切割手术，可以消除大鼠的失眠。动物实验发现，大鼠注入L-Glu选择性兴奋两侧基底外侧杏仁核的神经元胞体时，可引起觉醒时间延长，慢波睡眠时间缩短，而电损毁两侧杏仁核，则觉醒时间缩短，慢波睡眠和异相睡眠时间延长。临床观察证明，由于脑外科手术损伤基底前脑区的患者，也同样出现严重的失眠症状。但许多研究也发现，杏仁核群引起的觉醒和睡眠有明显的区域差异，刺激背侧部可引起大脑皮质的觉醒，而腹侧部则可诱发睡眠型脑电图。
6.大脑半球
临床研究证实，局灶性脑损伤也可引起明显的睡眠-觉醒紊乱与障碍，如皮质下脑梗死时，患者可出现失眠或昼夜睡眠颠倒现象及白天嗜睡，夜间失眠；额、顶、枕部及颞叶深部的脑损伤或梗死可引起多梦、循环噩梦或梦回忆减少；深部半球皮质下梗死的患者常表现为思睡，部分患者也可以从多眠发展为无动性缄默及多眠状态；严重大脑半球梗死的患者REM睡眠减少可能持续存在，大面积脑半球损伤后，EEG两侧的锯齿波均减少。
（二）神经系统疾病所致的睡眠障碍
1.帕金森病
帕金森病（Parkinson disease，PD），一种常见的中老年的神经变性疾病，临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态障碍为主要特征。帕金森病患者因中脑黑质-纹状体的色素脱失和多巴胺能神经元的大量变性，导致多巴胺功能下降，引起了多巴胺和乙酰胆碱功能失去平衡，而多巴胺和乙酰胆碱与行为觉醒及REM睡眠有关，或由于黑质网状部-氨基丁酸能神经元异常亢进，抑制脑桥被盖背外侧和脚桥被盖核区神经元，导致REM睡眠期间肌张力不能完全消失，易发生REM睡眠行为障碍。另外，PD睡眠障碍可能与REM睡眠（脑桥被盖）、呼吸驱动（脑桥与延髓）、上呼吸道扩张运动等脑干中枢受累及由于增龄导致褪黑激素分泌减少等因素有关。此外可能与多巴胺药物治疗有关。研究表明，新近使用左旋多巴治疗的患者日间嗜睡发生率高达25%，持续使用后减少为15.9%。
PD相关性睡眠障碍主要发生在中、重度患者，其发生率可达70%左右，严重影响患者的生活质量和认知功能，并伴随着PD的病期及病情发展而加重。临床上主要表现为入睡困难，夜间觉醒次数增加，睡眠维持能力下降，白天嗜睡、疲乏，头昏脑涨，据统计，原发性PD患者白天发生严重睡眠发作的患病率高达30.5%，功能良好的患者日间嗜睡发生率达51%，在驾驶者中更常见。此外PD患者易出现REM睡眠行为障碍，尤其是晚期患者，表现为睡眠中仍有运动不能、肌张力障碍、翻身和肢体运动减少，肢体抽搐并伴有生动的梦境等。PD患者还可能有多种形式的异态睡眠，如睡行症、睡惊、梦语和夜间肌阵挛等。
治疗上以原发病为主，处理已知的病因，可短期使用阿普哇仑、氯硝西泮、哩毗坦等苯二氮草类药物，但长期使用可产生耐药性。对于部分伴有焦虑抑郁的老年患者，可使用曲哩酮、帕罗西汀等药物。对于因多巴胺药物导致的睡眠障碍发作的患者，应告知避免危险活动，及时调整多巴胺能药物。
2.阿尔茨海默病
阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）指发生在老年和老年前期、以进行性认知功能障碍和行为损害为特征的中枢神经系统退行性病变。AD患者基底前脑胆碱能神经元退化，出现胆碱能功能的原发性缺损，致使多个新皮质区胆碱能功能减退，引起神经生物学变化。此外，由于视网膜-视交叉上核-松果体轴功能障碍，导致褪黑激素节律分泌失调，表现为褪黑激素峰值时间范围增大，波动幅度降低，总量减少，使睡眠.觉醒周期的调节功能受累，导致睡眠破坏，REM睡眠和NREM睡眠3期百分比下降。痴呆性睡眠障碍可能也与老年人社会活动不足、接受日照减少和年龄增加等因素有关。
临床上主要表现为入睡困难、夜间觉醒次数增加、晨间早醒、醒后未恢复感、睡眠呈片段化、睡眠效率明显下降等，由于夜间睡眠破坏，导致白天嗜睡或过度睡眠。后期的患者可出现日落综合征，即痴呆患者多在傍晚时出现一系列的情绪和认知功能的改变，如精神恍惚、意识模糊、情绪紊乱、焦虑不安、亢奋激惹、方向感消失、对外界刺激注意力下降、踱步或游走等异常运动，严重者甚至会出现谱妄，持续时间为几个消失或者整个晚上，可呈间歇性发作。同时可伴发其他睡眠障碍，如周期性肢体运动障碍或睡眠呼吸暂停综合征等。
治疗上以原发疾病为主，改善患者症状、减慢或阻止症状的发展。对于伴发的睡眠障碍，制定合理的作息时间，限制白天小睡，维持夜间睡眠环境的稳定，白天适当户外运动，增加光照等有助于改善患者夜间睡眠。褪黑激素可以用于调节痴呆相关睡眠障碍患者睡眠时相。另外，应尽量避免使用长效镇静催眠药物，否则会加重精神错乱与认知功能障碍。
3.卒中
脑卒中相关性睡眠障碍的病因和发病机制非常复杂，目前尚不明确，可能与严重脑出血或脑梗死形成的脑水肿、颅内高压等造成睡眠中枢功能障碍，主要包括丘脑、下丘脑、中脑被盖、脑桥上部及深部等；或脑组织损害释放的大量氨基酸等毒性物质作用网状系统，干扰睡眠-觉醒机制；或脑卒中后患者睡眠时血容量减少、脑供血不足，使REM睡眠受到影响以及脑内5-HT等神经递质分泌异常，导致焦虑抑郁性睡眠障碍等。目前认为梗死后失眠多与脑干腹侧、背侧、丘脑、皮质下损害有关，而丘脑、中脑和脑桥梗死患者的失眠可能伴随睡眠与清醒周期颠倒现象。而丘脑、下丘脑、中脑被盖、脑桥上部及深部半球损害可能是脑卒中后嗜睡的主要原因。脑卒中后睡眠呼吸紊乱则多累及大脑半球或脑干的各种中枢神经系统损害有关。据报道，脑出血者伴发睡眠障碍的发病率为73%，脑梗死伴睡眠障碍的约为63%，其中基底节区梗死所致睡眠障碍发生率达21%。睡眠障碍多发生在NREM睡眠第1、2期。
双侧丘脑缺血性卒中，尤其是在皮质下丘脑、丘脑、中脑、脑桥被盖部发生的缺血性卒中，患者中经常发生严重失眠，下丘脑前部与网状上行激动系统喙部连接的中断，使机体丧失了中止觉醒状态的能力，而觉醒状态的中止是睡眠发动的基本要素。患者的失眠可能同时伴随着睡眠觉醒周期的异常，这导致失眠、夜间过度亢奋以及白天的过度嗜睡，在部分患者中还可能观察到在失眠和嗜睡之间快速波动的现象。双侧旁正中丘脑卒中通常出现过度睡眠，同时会伴有意识淡漠，运动能力减弱，垂直凝视麻痹，以及记忆能力减弱和幽默感的缺失。其机制可能是损伤阻断了患者丘脑或者脑干网状核团（比如蓝斑核等），从而阻断了网状上行激动系统，减弱了觉醒状态的产生与维持，其次还减少脑干单胺能通路的传入。此外可因脑卒中后焦虑抑郁、丘脑损害后中枢性疼痛及大小便失禁或出汗异常等造成患者入睡困难、睡眠浅、多梦易醒、晨间早醒等。少数患者可出现REM睡眠行为障碍，其特征性表现为生动梦境中出现特征性暴力行为发作，如拳打脚踢、翻滚、跳跃、伴有梦语等。