综述：睡眠中的时相事件、周期交替模式（CAP）与睡眠障碍

本综述深入探讨了睡眠时相事件与周期交替模式（CAP）在睡眠调控及睡眠障碍中的核心作用。CAP作为非快速眼动（NREM）睡眠的生理性振荡结构，通过A相（激活期）与B相（抑制期）的交替序列维持睡眠稳定性，并响应内外环境刺激。文章系统阐述了CAP在睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）、失眠、发作性睡病、癫痫、异态睡眠及认知功能障碍等疾病中的特征性改变，同时关联了临界性理论、神经元雪崩现象及蓝斑核（LC）去甲肾上腺素能调控等神经机制，为睡眠微结构研究提供了重要理论框架与临床转化视角。

　　

1. 事件与结果

事件是特定时空背景下发生的显著现象，既包括计划性活动（如会议），也包括突发性历史转折（如罗马帝国灭亡、工业革命）。在脑电图（EEG）中，某些事件（如睁眼/闭眼）能显著改变脑波特征，反映皮层激活状态。睡眠中，单一事件（如NREM期的棘波）可能引发持续数秒至数分钟的级联反应，涉及自主神经与行为参数，印证混沌理论中“微小初始条件引发巨大 outcomes”的核心观点。

2. 睡眠时相事件：宏结构与微结构的模糊交界

睡眠中的声学刺激可显著影响EEG指标：突发噪音触发短暂觉醒，持续噪音则导致睡眠碎片化。值得注意的是，粉噪可能增强慢波睡眠，而白噪可通过掩蔽环境干扰提升睡眠质量。短促声音刺激可诱发K-复合波——一种兼具睡眠守护与威胁处理功能的EEG事件。自发与反应性K-复合波在形态、自主神经激活及行为影响上高度一致，表明睡眠大脑使用同一工具构建架构并防御威胁。

间歇性α节律、顶点尖波、K-复合波、纺锤波、觉醒、δ爆发、多相爆发、锯齿波、肌肉抽动、慢速与快速眼动等时相事件遍布各睡眠阶段。尽管持续时间短暂，这些事件却是睡眠分期的重要标志（见表1）。CAP作为NREM睡眠的生理性组分，由重复的A相（激活期）与B相（抑制期）循环构成，调节睡眠连续性、适应性及刺激响应能力（图1）。CAP率（CAP时间占NREM睡眠总时间的百分比）可区分两类睡眠病理：高CAP率疾病（如失眠、睡眠呼吸暂停、癫痫）与低CAP率疾病（如发作性睡病、REM行为障碍、阿尔茨海默病）（见表2）。CAP指数（每小时CAP周期数）则反映周期长度特征，其临床价值需进一步探索。

3. A相亚型与睡眠架构

睡眠架构基于NREM与REM睡眠的周期交替。NREM包含N1、N2、N3三个阶段，其与REM的循环构成睡眠宏观结构。CAP的A相根据EEG成分分为三类：

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  A1亚型：A相中≥80%为高电压慢波

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  A2亚型：慢波与低电压快活动平衡

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  A3亚型：以K-复合波起始，>50%为低电压快速活动

A1亚型多出现于睡眠周期的下降支与波谷期（占比90%以上），伴随轻度植物神经反应；A2/A3亚型集中于上升支（占比64%），伴随显著肌肉与自主神经激活。A1亚型可能反映REM-OFF机制，A2/A3则关联REM-ON驱动。

4. 秩序与混沌之间

睡眠大脑在程序化中心（秩序）与心理、有机及环境因素（混沌）间保持动态平衡。CAP通过振荡模式为睡眠阶段提供动态流动性，并通过快速调整警觉水平、植物功能与肌张力控制系统性不可预测性。睡眠机制体现出自组织（稳态反馈）与自生成（神经网络涌现特性）的确定性适应过程。

5. 睡眠与临界性

临界态是系统的特殊状态，以振荡相位耦合、最大信息传递与刺激响应灵活性为特征。亚临界态对应稳定非CAP条件，超临界态表现为过度反应，而临界态则体现为CAP调控下的平衡输入-输出响应。神经系统疾病常伴随信息传递减少与时空关联破坏，凸显临界性的生理意义。

6. 神经元雪崩与睡眠

临界性以雪崩形式显现，其规模与持续时间符合幂律分布（规模指数≈-1.5，持续时间指数≈-2）。神经元雪崩在N2与N3期显著增加，尤其在睡眠深化期（周期下降支），而在上升支密度骤降。雪崩发生与CAP A相（尤其是A1亚型）呈正相关，提示临界动力学与睡眠依赖的认知过程存在功能联系。

7. CAP与睡眠疾病

7.1. 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）

OSAS患者CAP率升高。轻度OSAS以A1亚型为主，中重度则以A2/A3为主导。CPAP治疗可快速降低CAP率与A3亚型，诱导N3期反弹，但A1亚型需超过一月才能恢复生理水平。

7.2. 原发性失眠与发作性睡病

失眠患者CAP率全面升高（所有A亚型），GABA能药物可抑制A1/A2而非A3亚型。矛盾性失眠的CAP率增高局限于N1/N2期。发作性睡病则表现为低CAP率、低A1亚型与高N3期特征。

7.3. 癫痫

CAP调制NREM期癫痫放电的发生与分布。癫痫与睡眠特征存在双向因果关联，改善睡眠连续性（CAP）可能优化神经环路、减轻癫痫表现。良性罗兰多癫痫中CAP调控作用较弱，提示其更依赖EEG同步化程度。

7.4. CAP与CAPE

危重症EEG术语中的脑病周期交替模式（CAPE）与生理性CAP高度相似。保留NREM睡眠元素对危重患者预后具有重要价值。

7.5. 认知功能

CAP A1亚型数量与次日处理速度、发散推理能力正相关。神经认知功能障碍儿童呈现特定“睡眠微结构表型”，成人轻度认知损害的低CAP率与低A1亚型可预测痴呆转化。

7.6. NREM异态睡眠

夜惊症儿童CAP率、A1指数及A相时长在N3期显著增加，成人NREM异态睡眠同样呈现高CAP率（>50%），可作为觉醒障碍的神经生理标志。

7.7. CAP与REM睡眠

CAP虽不直接存在于REM期，但REM与NREM睡眠相互影响。特发性REM行为障碍（iRBD）的NREM微结构受损，CAP率<32.9%提示平均9.2年后转化为神经退行疾病。暴力行为多发生于相位性REM期，提示感觉运动系统激活差异。失眠患者可能呈现REM紧张性状态增强，需进一步研究验证。

8. CAP与睡眠的“管家功能”

蓝斑核（LC）作为去甲肾上腺素（NA）核心来源，调节觉醒、注意力与应激反应。LC在NREM期呈现30–50秒 infra-slow振荡，与CAP周期部分重叠，提示NA波动可能参与CAP调控。NA振荡驱动纺锤波调制、睡眠依赖可塑性及类淋巴运输等“管家功能”。帕金森病患者中CAP表达与去甲肾上腺素能通路完整性相关，凸显神经退变条件下的交互作用。

9. 结论

睡眠EEG蕴含远超常规指标（睡眠效率、分期）的丰富信息。CAP作为睡眠生理组分，反映复杂系统特性与睡眠调控本质。临床睡眠条件背后存在坚实的神经生理编码，需超越传统计量标准深入探索。正如王尔德所言：世界的真正奥秘是可见之物，而非不可见之物——一切就在我们倦怠的注视之下！

10. 资金声明与伦理批准

本文属《临床神经生理学》特刊，基于2024年10月帕尔马会议内容，无需资金支持与伦理审批。