فیزیولوژی پزشکی گایتون و هال؛ حالت های فعالیت مغز – خواب، امواج مغزی، صرع و روان پریشی ها

All of us are aware of the many different states of brain activity, including sleep, wakefulness, extreme excitement, and even different levels of mood such as exhilaration, depression, and fear. All these states result from different activating or inhibiting forces generated usually within the brain. In Chapter 59, we began a partial discussion of this subject when we described different systems that are capable of activating large portions of the brain. In this chapter, we present brief surveys of specific states of brain activity, beginning with sleep.

همه ما از بسیاری از حالات مختلف فعالیت مغز، از جمله خواب، بیداری، هیجان شدید و حتی سطوح مختلف خلق و خوی مانند هیجان، افسردگی و ترس آگاه هستیم. همه این حالات ناشی از نیروهای فعال کننده یا بازدارنده متفاوتی است که معمولاً در مغز ایجاد می‌شود. در فصل ۵۹، زمانی که سیستم‌های مختلفی را توضیح دادیم که قادر به فعال کردن بخش‌های بزرگی از مغز هستند، بحثی جزئی در مورد این موضوع آغاز کردیم. در این فصل، بررسی‌های مختصری از وضعیت‌های خاص فعالیت مغز، که با خواب آغاز می‌شود، ارائه می‌کنیم.

SLEEP

Sleep is defined as unconsciousness from which a per- son can be aroused by sensory or other stimuli. It is to be distinguished from coma, which is unconsciousness from which a person cannot be aroused. There are multiple stages of sleep, from very light sleep to very deep sleep. Sleep researchers also divide sleep into two entirely different types of sleep that have different qualities, as described in the following section.

خواب

خواب به عنوان بیهوشی تعریف می‌شود که از آن فرد می‌تواند توسط محرک‌های حسی یا دیگر تحریک شود. باید از کما که ناخودآگاهی است که فرد را نمی‌توان از آن برانگیخت تشخیص داد. خواب مراحل مختلفی دارد، از خواب بسیار سبک تا خواب بسیار عمیق. محققان خواب همچنین خواب را به دو نوع خواب کاملاً متفاوت تقسیم می‌کنند که کیفیت‌های متفاوتی دارند، همانطور که در بخش زیر توضیح داده شد.

TWO TYPES OF SLEEP-SLOW-WAVE SLEEP AND RAPID EYE MOVEMENT SLEEP

Each night, a person goes through stages of two major types of sleep that alternate with each other (Figure 60-1). These types are called (1) rapid eye movement sleep (REM sleep), in which the eyes undergo rapid movements even though the person is still asleep, and (2) slow-wave sleep or non-REM (NREM) sleep, in which the brain waves are strong and of low frequency, as we discuss later.

دو نوع خواب – خواب با موج آهسته و خواب با حرکت سریع چشم

هر شب، یک فرد مراحلی از دو نوع خواب اصلی را پشت سر می‌گذارد که متناوب با یکدیگر می‌روند (شکل ۶۰-۱). به این انواع (۱) خواب حرکت سریع چشم (خواب REM)، که در آن چشم‌ها با وجود اینکه فرد هنوز خواب است، حرکات سریع انجام می‌دهند، و (۲) خواب موج آهسته یا خواب غیر REM (NREM) نامیده می‌شوند که در آن امواج مغزی قوی و فرکانس پایین هستند، همانطور که در ادامه بحث خواهیم کرد.

REM sleep occurs in episodes that occupy about 25% of the sleep time in young adults; each episode normally recurs about every 90 minutes. This type of sleep is not so restful, and it is often associated with vivid dreaming. Most sleep during each night is of the slow-wave (NREM) variety, which is the deep, restful sleep that the person experiences during the first hour of sleep after having been awake for many hours.

خواب REM در دوره‌هایی رخ می‌دهد که حدود ۲۵ درصد از زمان خواب را در بزرگسالان جوان اشغال می‌کند. هر قسمت معمولاً هر ۹۰ دقیقه تکرار می‌شود. این نوع خواب چندان آرام نیست و اغلب با رویاهای واضح همراه است. بیشتر خواب‌های هر شب از نوع موج آهسته (NREM) است، که خواب عمیق و آرامی‌است که فرد در اولین ساعت خواب پس از ساعت‌ها بیداری تجربه می‌کند.

REM (Paradoxical, Desynchronized) Sleep

In a normal night of sleep, bouts of REM sleep lasting 5 to 30 minutes usually appear on average every 90 minutes in young adults. When a person is extremely sleepy, each bout of REM sleep is short and may even be absent. As the person becomes more rested through the night, the durations of the REM bouts increase.

خواب REM (پارادوکسیکال، غیر همزمان)

در یک خواب عادی شبانه، حملات خواب REM به مدت ۵ تا ۳۰ دقیقه معمولاً به طور متوسط ​​هر ۹۰ دقیقه در بزرگسالان جوان ظاهر می‌شود. زمانی که فرد بسیار خواب‌آلود است، هر دوره خواب REM کوتاه است و حتی ممکن است غایب باشد. زمانی که فرد در طول شب بیشتر استراحت می‌کند، مدت زمان حملات REM افزایش می‌یابد.

REM sleep has several important characteristics:
1. It is an active form of sleep usually associated with dreaming and active bodily muscle movements.
2. The person is even more difficult to arouse by sensory stimuli than during deep slow-wave sleep, and yet people usually awaken spontaneously in the morning during an episode of REM sleep.
3. Muscle tone throughout the body is exceedingly depressed, indicating strong inhibition of the spinal muscle control areas.
4. Heart rate and respiratory rate usually become irregular, which is characteristic of the dream state.
5. Despite the extreme inhibition of the peripheral muscles, irregular muscle movements do occur in addition to the rapid movements of the eyes.
6. The brain is highly active in REM sleep, and overall brain metabolism may be increased as much as 20%. An electroencephalogram (EEG) shows a pattern of brain waves similar to those that occur during wakefulness. This type of sleep is also called paradoxical sleep because it is a paradox that a person can still be asleep, despite the presence of marked activity in the brain.

خواب REM چندین ویژگی مهم دارد:
1. این یک شکل فعال از خواب است که معمولاً با رویاپردازی و حرکات فعال عضلات بدن همراه است.
2. برانگیختن فرد با محرک‌های حسی حتی دشوارتر از خواب عمیق با موج آهسته است، و با این حال افراد معمولاً صبح‌ها در طول یک دوره خواب REM به‌طور خود به خود از خواب بیدار می‌شوند.
3. تون عضلانی در سرتاسر بدن به شدت افسرده شده است که نشان دهنده مهار شدید نواحی کنترل عضلات ستون فقرات است.
4. ضربان قلب و تعداد تنفس معمولاً نامنظم می‌شود که مشخصه حالت خواب است.
5. علیرغم مهار شدید عضلات محیطی، حرکات نامنظم عضلانی علاوه بر حرکات سریع چشم‌ها اتفاق می‌افتد.
6. مغز در خواب REM بسیار فعال است و متابولیسم کلی مغز ممکن است تا ۲۰٪ افزایش یابد. الکتروانسفالوگرام (EEG) الگویی از امواج مغزی مشابه امواج مغزی را نشان می‌دهد که در هنگام بیداری رخ می‌دهند. به این نوع خواب، خواب متناقض نیز می‌گویند، زیرا این یک تناقض است که فرد می‌تواند با وجود فعالیت مشخص در مغز، همچنان بخوابد.

In summary, REM sleep is a type of sleep in which the brain is quite active. However, the person is not fully aware of the surroundings and therefore is truly asleep.

به طور خلاصه، خواب REM نوعی خواب است که در آن مغز کاملاً فعال است. با این حال، فرد به طور کامل از محیط اطراف آگاه نیست و بنابراین واقعاً در خواب است.

Slow-Wave Sleep

We can understand the characteristics of deep slow-wave sleep by remembering the last time we were kept awake for more than 24 hours and the deep sleep that occurred during the first hour after going to sleep. This sleep is exceedingly restful and is associated with decreases in peripheral vascular tone and many other vegetative functions of the body. For example, 10% to 30% decreases occur in blood pressure, respiratory rate, and basal metabolic rate.

خواب موج آهسته

می‌توانیم ویژگی‌های خواب عمیق موج آهسته را با یادآوری آخرین باری که بیش از ۲۴ ساعت بیدار نگه داشته‌ایم و خواب عمیقی که در اولین ساعت پس از خواب رخ داده است، درک کنیم. این خواب بسیار آرام است و با کاهش تون عروق محیطی و بسیاری دیگر از عملکردهای رویشی بدن همراه است. به عنوان مثال، ۱۰ تا ۳۰ درصد کاهش در فشار خون، تعداد تنفس و میزان متابولیسم پایه رخ می‌دهد.

Although slow-wave sleep is frequently called “dream- less sleep,” dreams and sometimes even nightmares do occur during slow-wave sleep. The difference between the dreams that occur in slow-wave sleep and those that occur in REM sleep is that those of REM sleep are associated with more bodily muscle activity. Also, the dreams of slow-wave sleep are usually not remembered because consolidation of the dreams in memory does not occur.

اگرچه خواب با موج آهسته معمولاً “خواب بدون رویا” نامیده می‌شود، رویاها و گاهی اوقات حتی کابوس‌ها در طول خواب موج آهسته رخ می‌دهند. تفاوت بین رویاهایی که در خواب موج آهسته اتفاق می‌افتند و رویاهایی که در خواب REM روی می‌دهند این است که خواب REM با فعالیت عضلات بدن بیشتر مرتبط است. همچنین رویاهای خواب موج آهسته معمولاً به خاطر نمی‌آیند زیرا تثبیت رویاها در حافظه رخ نمی‌دهد.

Figure 60-1. Progressive change in the characteristics of the brain waves during alert wakefulness, rapid eye movement (REM) sleep, and stages one through four of sleep.

شکل ۶۰-۱. تغییر پیشرونده در ویژگی‌های امواج مغزی در طول بیداری هوشیار، خواب حرکت سریع چشم (REM) و مراحل اول تا چهارم خواب.

BASIC THEORIES OF SLEEP

Sleep Is Caused by an Active Inhibitory Process. An earlier theory of sleep was that the excitatory areas of the upper brain stem, the reticular activating system, simply became fatigued during the waking day and became inactive as a result. An important experiment changed this thinking to the current view that sleep is caused by an active inhibitory process, because it was discovered that transecting the brain stem at the level of the midpons creates a brain cortex that never goes to sleep. In other words, a center located below the midpontile level of the brain stem appears to be required to cause sleep by inhibiting other parts of the brain.

نظریه‌های اساسی خواب

خواب توسط یک فرآیند مهاری فعال ایجاد می‌شود. یک تئوری قبلی در مورد خواب این بود که نواحی تحریک کننده بالای ساقه مغز، سیستم فعال کننده شبکه، به سادگی در طول روز بیداری خسته می‌شوند و در نتیجه غیر فعال می‌شوند. یک آزمایش مهم این تفکر را به دیدگاه فعلی تغییر داد که خواب ناشی از یک فرآیند بازدارنده فعال است، زیرا کشف شد که قطع کردن ساقه مغز در سطح میدپون یک قشر مغز ایجاد می‌کند که هرگز به خواب نمی‌رود. به عبارت دیگر، به نظر می‌رسد مرکزی که در زیر سطح میانی ساقه مغز قرار دارد، برای ایجاد خواب با مهار سایر قسمت‌های مغز لازم است.

Neuronal Centers, Neurohumoral Substances, and Mechanisms That Can Cause Sleep-Possible Role for Serotonin

Stimulation of several specific areas of the brain can pro- duce sleep with characteristics near those of natural sleep. Some of these areas are the following:

مراکز عصبی، مواد عصبی-هومورال و مکانیسم‌هایی که می‌توانند باعث ایجاد خواب نقش احتمالی سروتونین شوند.

تحریک چندین ناحیه خاص از مغز می‌تواند خوابی با ویژگی‌های نزدیک به خواب طبیعی ایجاد کند. برخی از این حوزه‌ها به شرح زیر است:

۱. The raphe nuclei in the lower half of the pons and in the medulla is the most conspicuous stimulation area for causing almost natural sleep. These nuclei comprise a thin sheet of special neurons located in
the midline. Nerve fibers from these nuclei spread locally in the brain stem reticular formation and also upward into the thalamus, hypothalamus, most areas of the limbic system, and even the neocortex of the cerebrum. In addition, fibers extend down- ward into the spinal cord, terminating in the posterior horns, where they can inhibit incoming sensory signals, including pain, as discussed in Chapter 49. Many nerve endings of fibers from these raphe neurons secrete serotonin. When a drug that blocks the formation of serotonin is administered to an animal, the animal often cannot sleep for the next several days. Therefore, it has been assumed that serotonin is a transmitter substance associated with the pro- duction of sleep.
2. Stimulation of some areas in the nucleus of the tractus solitarius can also cause sleep. This nucleus is the termination in the medulla and pons for visceral sensory signals entering by way of the vagus and glossopharyngeal nerves.
3. Sleep can be promoted by stimulation of several regions in the diencephalon, including (1) the rostral part of the hypothalamus, mainly in the suprachi- asmal area, and (2) an occasional area in the diffuse nuclei of the thalamus.

۱. هسته‌های رافه در نیمه تحتانی پون و در بصل النخاع برجسته ترین ناحیه تحریک کننده برای ایجاد خواب تقریبا طبیعی است. این هسته‌ها شامل یک صفحه نازک از نورون‌های خاص هستند که در آن قرار دارند
خط وسط رشته‌های عصبی از این هسته‌ها به صورت موضعی در تشکیلات شبکه ای ساقه مغز و همچنین به سمت بالا به تالاموس، هیپوتالاموس، بیشتر نواحی سیستم لیمبیک و حتی نئوکورتکس مخ گسترش می‌یابند. علاوه بر این، فیبرها به سمت پایین به سمت نخاع گسترش می‌یابند و به شاخ‌های خلفی ختم می‌شوند، جایی که می‌توانند سیگنال‌های حسی دریافتی، از جمله درد را، همانطور که در فصل ۴۹ مورد بحث قرار گرفت، مهار کنند. بسیاری از پایانه‌های عصبی الیاف از این نورون‌های رافه سروتونین ترشح می‌کنند. هنگامی‌که دارویی که مانع تشکیل سروتونین می‌شود به حیوان داده می‌شود، حیوان اغلب تا چند روز آینده نمی‌تواند بخوابد. بنابراین، فرض شده است که سروتونین یک ماده انتقال دهنده است که با تولید خواب مرتبط است.
2. تحریک برخی از نواحی در هسته tractus solitarius نیز می‌تواند باعث خواب شود. این هسته نقطه پایانی در بصل النخاع و پونز برای سیگنال‌های حسی احشایی است که از طریق اعصاب واگ و گلوسوفارنجئال وارد می‌شوند.
3. خواب را می‌توان با تحریک چندین ناحیه در دی انسفالون، از جمله (۱) قسمت منقاری هیپوتالاموس، عمدتاً در ناحیه فوق کیاسمال، و (۲) یک منطقه گاه به گاه در هسته‌های منتشر تالاموس، تقویت کرد.

Lesions in Sleep-Promoting Centers Can Cause In- tense Wakefulness. Discrete lesions in the raphe nuclei lead to a high state of wakefulness. This phenomenon is also true of bilateral lesions in the medial rostral suprachi-asmal area in the anterior hypothalamus. In both cases, the excitatory reticular nuclei of the mesencephalon and upper pons seem to become released from inhibition, thus causing intense wakefulness. Indeed, sometimes lesions of the anterior hypothalamus can cause such intense wakefulness that the animal actually dies of exhaustion.

ضایعات در مراکز ترویج خواب می‌توانند باعث بیداری شدید شوند. ضایعات مجزا در هسته‌های رافه منجر به حالت بیداری بالایی می‌شود. این پدیده در مورد ضایعات دوطرفه در ناحیه سوپراکی آسمال داخلی منقاری در هیپوتالاموس قدامی‌نیز صادق است. در هر دو مورد، به نظر می‌رسد که هسته‌های مشبک تحریک‌کننده مزانسفالون و پل بالایی از مهار آزاد می‌شوند و در نتیجه باعث بیداری شدید می‌شوند. در واقع، گاهی اوقات ضایعات هیپوتالاموس قدامی‌می‌تواند باعث بیداری شدیدی شود که حیوان واقعاً از خستگی می‌میرد.

Other Possible Transmitter Substances Related to Sleep. Experiments have shown that the cerebrospinal fluid and the blood or urine of animals that have been kept awake for several days contain a substance or substances that will cause sleep when injected into the brain ventricular system of another animal. One likely substance has been identified as muramyl peptide, a low-molecular- weight substance that accumulates in the cerebrospinal fluid and urine in animals kept awake for several days. When only micrograms of this sleep-producing sub- stance are injected into the third ventricle, almost natural sleep occurs within a few minutes, and the animal may stay asleep for several hours.

سایر مواد فرستنده احتمالی مرتبط با خواب. آزمایشات نشان داده است که مایع مغزی نخاعی و خون یا ادرار حیواناتی که چندین روز بیدار نگه داشته شده اند حاوی ماده یا موادی است که با تزریق به سیستم بطنی مغز حیوان دیگر باعث خواب می‌شود. یک ماده محتمل به عنوان مورامیل پپتید شناسایی شده است، ماده ای با وزن مولکولی کم که در مایع مغزی نخاعی و ادرار حیواناتی که برای چندین روز بیدار نگه داشته می‌شوند، تجمع می‌یابد. وقتی فقط میکروگرم از این ماده خواب‌آور به بطن سوم تزریق می‌شود، خواب تقریباً طبیعی در عرض چند دقیقه اتفاق می‌افتد و حیوان ممکن است چند ساعت در خواب بماند.

Another substance that has similar effects in causing sleep is delta sleep-inducing peptide, a nonapeptide found in the cerebrospinal fluid after electrical stimulation of the thalamus to induce sleep. Several other potential sleep factors, mostly peptides, have been isolated from the cerebrospinal fluid or neuronal tissues of the brain stem of animals kept awake for days. It is possible that prolonged wakefulness causes progressive accumulation of a sleep factor or factors in the brain stem or cerebrospinal fluid that lead(s) to sleep.

ماده دیگری که اثرات مشابهی در ایجاد خواب دارد، پپتید القا کننده خواب دلتا است، یک ناپپتید که پس از تحریک الکتریکی تالاموس برای القای خواب در مایع مغزی نخاعی یافت می‌شود. چندین عامل خواب بالقوه دیگر، عمدتاً پپتیدها، از مایع مغزی نخاعی یا بافت‌های عصبی ساقه مغز حیواناتی که برای روزها بیدار نگه داشته شده اند، جدا شده اند. این امکان وجود دارد که بیداری طولانی مدت باعث تجمع تدریجی یک عامل خواب یا عواملی در ساقه مغز یا مایع مغزی نخاعی شود که منجر به خواب (ها) می‌شود.

Possible Cause of REM Sleep. It is not understood why slow-wave sleep is broken periodically by REM sleep. However, drugs that mimic the action of acetylcholine increase the occurrence of REM sleep. Therefore, it has been postulated that the large acetylcholine-secreting neurons in the upper brain stem reticular formation might, through their extensive efferent fibers, activate many portions of the brain. This mechanism theoretically could cause the increased activity that occurs in certain brain regions in REM sleep, even though the signals are not channeled appropriately in the brain to cause normal conscious awareness that is characteristic of wakefulness.

علت احتمالی خواب REM. مشخص نیست که چرا خواب موج آهسته به طور دوره ای توسط خواب REM شکسته می‌شود. با این حال، داروهایی که عملکرد استیل کولین را تقلید می‌کنند، وقوع خواب REM را افزایش می‌دهند. بنابراین، فرض شده است که نورون‌های بزرگ ترشح کننده استیل کولین در تشکیل شبکه فوقانی ساقه مغز ممکن است، از طریق فیبرهای وابران گسترده خود، بخش‌های زیادی از مغز را فعال کنند. این مکانیسم از نظر تئوری می‌تواند باعث افزایش فعالیت‌هایی شود که در نواحی خاصی از مغز در خواب REM رخ می‌دهد، حتی اگر سیگنال‌ها به‌طور مناسب در مغز هدایت نشده و باعث ایجاد هوشیاری طبیعی که مشخصه بیداری است، شود.

Cycle Between Sleep and Wakefulness

The preceding discussions have merely identified neuronal areas, transmitters, and mechanisms that are related to sleep; they have not explained the cyclical, reciprocal operation of the sleep-wakefulness cycle. There is as yet no definitive explanation. Therefore, we might suggest the following possible mechanism for causing the sleep- wakefulness cycle.

چرخه بین خواب و بیداری

بحث‌های قبلی صرفاً مناطق عصبی، فرستنده‌ها و مکانیسم‌های مرتبط با خواب را شناسایی کردند. آنها عملکرد چرخه ای و متقابل چرخه خواب-بیداری را توضیح نداده اند. هنوز هیچ توضیح قطعی وجود ندارد. بنابراین، ممکن است مکانیسم احتمالی زیر را برای ایجاد چرخه خواب و بیداری پیشنهاد کنیم.

When the sleep centers are not activated, the mesencephalic and upper pontile reticular activating nuclei are released from inhibition, which allows the reticular activating nuclei to become spontaneously active. This spontaneous activity in turn excites both the cerebral cortex and the peripheral nervous system, both of which send numerous positive feedback signals back to the same reticular activating nuclei to activate them still further.

هنگامی‌که مراکز خواب فعال نمی‌شوند، هسته‌های فعال کننده شبکه مزانسفالیک و پونتیل بالایی از مهار آزاد می‌شوند که به هسته‌های فعال کننده شبکه ای اجازه می‌دهد تا به طور خود به خود فعال شوند. این فعالیت خود به خودی به نوبه خود هم قشر مغز و هم سیستم عصبی محیطی را تحریک می‌کند، که هر دو سیگنال‌های بازخورد مثبت متعددی را به همان هسته‌های فعال شبکه‌ای ارسال می‌کنند تا آنها را بیشتر فعال کنند.

Therefore, once wakefulness begins, it has a natural tendency to sustain itself because of all this positive feedback activity.

بنابراین، هنگامی‌که بیداری شروع می‌شود، به دلیل این همه فعالیت بازخورد مثبت، تمایل طبیعی به حفظ خود دارد.

Then, after the brain remains activated for many hours, even the neurons in the activating system presumably become fatigued. Consequently, the positive feedback cycle between the mesencephalic reticular nuclei and the cerebral cortex fades and the sleep-promoting effects of the sleep centers take over, leading to rapid transition from wakefulness back to sleep.

سپس، پس از اینکه مغز برای ساعت‌های زیادی فعال می‌ماند، احتمالاً حتی نورون‌های موجود در سیستم فعال‌کننده نیز خسته می‌شوند. در نتیجه، چرخه بازخورد مثبت بین هسته‌های شبکه‌ای مزانسفالیک و قشر مغز محو می‌شود و اثرات خواب‌آور مراکز خواب بر آن تأثیر می‌گذارد که منجر به انتقال سریع از بیداری به خواب می‌شود.

This overall theory could explain the rapid transitions from sleep to wakefulness and from wakefulness to sleep. It could also explain arousal-that is, the insomnia that occurs when a person’s mind becomes preoccupied with a thought and the wakefulness that is produced by bodily physical activity.

این نظریه کلی می‌تواند انتقال سریع از خواب به بیداری و از بیداری به خواب را توضیح دهد. همچنین می‌تواند برانگیختگی را توضیح دهد، یعنی بی‌خوابی که زمانی رخ می‌دهد که ذهن فرد با یک فکر مشغول می‌شود و بیداری که در اثر فعالیت بدنی ایجاد می‌شود.

Role of Orexin Neurons in Arousal and Wakefulness. Orexin (also called hypocretin) is produced by neurons in the hypothalamus that provide excitatory input to many other areas of the brain where there are orexin receptors. Orexin neurons are most active during waking and almost stop firing during slow wave and REM sleep. Loss of orexin signaling as a result of defective orexin receptors or destruction of orexin-producing neurons causes narcolepsy, a sleep disorder characterized by overwhelming daytime drowsiness and sudden attacks of sleep that can occur, even when a person is talking or working. Patients with narcolepsy may also experience a sudden loss of muscle tone (cataplexy) that can be partial or even severe enough to cause paralysis during the attack. These observations point to an important role for orexin neurons in maintaining wakefulness, but their contribution to the normal daily cycle between sleep and wakefulness is unclear.

نقش نورون‌های اورکسین در برانگیختگی و بیداری. اورکسین (که هیپوکرتین نیز نامیده می‌شود) توسط نورون‌های هیپوتالاموس تولید می‌شود که ورودی تحریکی را به بسیاری از نواحی دیگر مغز که گیرنده‌های اورکسین در آنها وجود دارد، می‌دهد. نورون‌های اورکسین در هنگام بیداری بیشترین فعالیت را دارند و در طول موج آهسته و خواب REM تقریباً شلیک نمی‌کنند. از دست دادن سیگنال دهی اورکسین در نتیجه گیرنده‌های اورکسین معیوب یا تخریب نورون‌های تولید کننده اورکسین باعث نارکولپسی می‌شود، یک اختلال خواب که با خواب آلودگی شدید در طول روز و حملات ناگهانی خواب مشخص می‌شود، حتی زمانی که فرد در حال صحبت یا کار است. بیماران مبتلا به نارکولپسی همچنین ممکن است از دست دادن ناگهانی تون عضلانی (کاتاپلکسی) را تجربه کنند که می‌تواند جزئی یا حتی آنقدر شدید باشد که باعث فلج در طول حمله شود. این مشاهدات به نقش مهمی‌برای نورون‌های اورکسین در حفظ بیداری اشاره می‌کند، اما سهم آنها در چرخه عادی روزانه بین خواب و بیداری نامشخص است.

SLEEP HAS IMPORTANT PHYSIOLOGICAL FUNCTIONS

There is little doubt that sleep has important functions. It exists in all mammals, and after total deprivation there is usually a period of “catch-up” or “rebound” sleep; after selective deprivation of REM or slow-wave sleep, there is also a selective rebound of these specific stages of sleep. Even mild sleep restriction over a few days may degrade cognitive and physical performance, overall productivity, and the health of a person. The essential role of sleep in homeostasis is perhaps most vividly demonstrated by the fact that rats deprived of sleep for 2 to 3 weeks may actually die. Despite the obvious importance of sleep, our understanding of why sleep is an essential part of life is still limited.

خواب عملکردهای فیزیولوژیکی مهمی‌دارد

شکی نیست که خواب کارکردهای مهمی‌دارد. این در همه پستانداران وجود دارد و پس از محرومیت کامل معمولاً یک دوره خواب “بازگشت” یا “بازگشت” وجود دارد. پس از محرومیت انتخابی از خواب REM یا موج آهسته، یک بازگشت انتخابی در این مراحل خاص خواب نیز وجود دارد. حتی محدودیت خفیف خواب در طی چند روز ممکن است عملکرد شناختی و فیزیکی، بهره وری کلی و سلامت فرد را کاهش دهد. نقش اساسی خواب در هموستاز شاید به وضوح با این واقعیت نشان داده شود که موش‌هایی که ۲ تا ۳ هفته از خواب محروم شده اند ممکن است واقعا بمیرند. علیرغم اهمیت آشکار خواب، درک ما از اینکه چرا خواب بخشی ضروری از زندگی است، هنوز محدود است.

Sleep causes two major types of physiological effects: first, effects on the nervous system, and second, effects on other functional systems of the body. Mammals, and even invertebrate animals, sleep more in the setting of infectious as well as non-infectious illnesses. Sickness-induced sleep has been suggested to be a beneficial response that diverts the organism’s energy resources from neural and motor demands to fighting off infectious or injurious insults.

خواب دو نوع اثر فیزیولوژیکی عمده ایجاد می‌کند: اول، تأثیر بر سیستم عصبی، و دوم، تأثیر بر سایر سیستم‌های عملکردی بدن. پستانداران و حتی حیوانات بی مهره در شرایط بیماری‌های عفونی و غیر عفونی بیشتر می‌خوابند. خواب ناشی از بیماری به عنوان یک پاسخ مفید پیشنهاد شده است که منابع انرژی ارگانیسم را از نیازهای عصبی و حرکتی به مبارزه با توهین‌های عفونی یا مضر منحرف می‌کند.

Lack of sleep certainly affects the functions of the central nervous system. Prolonged wakefulness is often associated with progressive malfunction of the thought processes and sometimes even causes abnormal behavioral activities. We are all familiar with the increased sluggishness of thought that occurs toward the end of a prolonged wakeful period, but in addition, a person can become irritable or even psychotic after forced wake- fulness. Therefore, we can assume that sleep in multiple ways restores both normal levels of brain activity and nor- mal “balance” among the different functions of the central nervous system.

کمبود خواب مطمئناً بر عملکرد سیستم عصبی مرکزی تأثیر می‌گذارد. بیداری طولانی مدت اغلب با اختلال در عملکرد پیشرونده فرآیندهای فکری همراه است و گاهی اوقات حتی باعث فعالیت‌های رفتاری غیرعادی می‌شود. همه ما با افزایش تنبلی فکر که در پایان یک دوره طولانی بیداری رخ می‌دهد آشنا هستیم، اما علاوه بر این، یک فرد ممکن است پس از بیداری اجباری تحریک پذیر یا حتی روان پریشی شود. بنابراین، می‌توان فرض کرد که خواب به روش‌های مختلف، هم سطوح طبیعی فعالیت مغز و هم «تعادل» طبیعی را در میان عملکردهای مختلف سیستم عصبی مرکزی بازیابی می‌کند.

Sleep has been postulated to serve many functions, including the following: (1) neural maturation; (2) facilitation of learning or memory; (3) targeted erasure of syn- apses to “forget” unimportant information that might clutter the synaptic network; (4) cognition; (5) clearance of metabolic waste products generated by neural activity in the awake brain; and (6) conservation of metabolic energy. There is some evidence for each of these functions, but evidence supporting each of these ideas has been challenged. We might postulate that the principal value of sleep is to restore natural balances among the neuronal centers, which is necessary for overall health. The specific physiological functions of sleep, however, remain a mystery and are the subject of much research.

فرض بر این است که خواب وظایف بسیاری را انجام می‌دهد، از جمله موارد زیر: (۱) بلوغ عصبی. (۲) تسهیل یادگیری یا حافظه. (۳) پاک کردن هدفمند سیناپس‌ها برای “فراموش کردن” اطلاعات غیر مهمی‌که ممکن است شبکه سیناپسی را درهم بریزد. (۴) شناخت؛ (۵) پاکسازی مواد زائد متابولیک تولید شده توسط فعالیت عصبی در مغز بیدار. و (۶) حفظ انرژی متابولیک. شواهدی برای هر یک از این کارکردها وجود دارد، اما شواهدی که از هر یک از این ایده‌ها پشتیبانی می‌کنند به چالش کشیده شده‌اند. ممکن است فرض کنیم که ارزش اصلی خواب، بازگرداندن تعادل طبیعی بین مراکز عصبی است که برای سلامت کلی ضروری است. با این حال، عملکردهای فیزیولوژیکی خاص خواب همچنان یک راز باقی مانده و موضوع تحقیقات زیادی است.

Brain Waves

Electrical recordings from the surface of the brain or even from the outer surface of the head demonstrate that there is continuous electrical activity in the brain. Both the intensity and the patterns of this electrical activity are determined by the level of excitation of different parts of the brain resulting from sleep, wakefulness, or brain disorders such as epilepsy or even psychoses. The undulations in the recorded electrical potentials, shown in Figure 60-2, are called brain waves, and the entire record is called an electroencephalogram (EEG).

امواج مغزی

ضبط‌های الکتریکی از سطح مغز یا حتی از سطح بیرونی سر نشان می‌دهد که فعالیت الکتریکی مداوم در مغز وجود دارد. هم شدت و هم الگوهای این فعالیت الکتریکی با میزان تحریک قسمت‌های مختلف مغز ناشی از خواب، بیداری یا اختلالات مغزی مانند صرع یا حتی روان‌پریشی تعیین می‌شود. موج‌ها در پتانسیل‌های الکتریکی ثبت‌شده، نشان‌داده‌شده در شکل ۶۰-۲، امواج مغزی نامیده می‌شوند و کل رکورد الکتروانسفالوگرام (EEG) نامیده می‌شود.

The intensities of brain waves recorded from the sur- face of the scalp range from 0 to 200 microvolts, and their frequencies range from once every few seconds to 50 or more per second. The character of the waves is dependent on the degree of activity in respective parts of the cerebral cortex, and the waves change markedly between the states of wakefulness and sleep and coma.

شدت امواج مغزی ثبت شده از سطح پوست سر بین ۰ تا ۲۰۰ میکروولت و فرکانس آنها از هر چند ثانیه یک بار تا ۵۰ یا بیشتر در ثانیه متغیر است. ویژگی امواج به میزان فعالیت در قسمت‌های مربوطه از قشر مغز بستگی دارد و امواج به طور قابل توجهی بین حالت‌های بیداری و خواب و کما تغییر می‌کنند.

Much of the time, the brain waves are irregular and no specific pattern can be discerned in the EEG. At other times, distinct patterns do appear, some of which are characteristic of specific abnormalities of the brain such as epilepsy, which is discussed later.

بیشتر اوقات، امواج مغزی نامنظم هستند و هیچ الگوی خاصی در EEG قابل تشخیص نیست. در زمان‌های دیگر، الگوهای مشخصی ظاهر می‌شوند که برخی از آنها مشخصه ناهنجاری‌های خاص مغز مانند صرع است که بعداً مورد بحث قرار می‌گیرد.

In healthy people, most waves in the EEG can be classified as alpha, beta, theta, and delta waves, which are shown in Figure 60-2.

در افراد سالم، بیشتر امواج در EEG را می‌توان به عنوان امواج آلفا، بتا، تتا و دلتا طبقه بندی کرد که در شکل ۶۰-۲ نشان داده شده است.

Alpha waves are rhythmical waves that occur at frequencies between 8 and 13 cycles/sec and are found in the EEGs of almost all healthy adults when they are awake and in a quiet, resting state of cerebration. These waves occur most intensely in the occipital region but can also be re- corded from the parietal and frontal regions of the scalp.

امواج آلفا امواجی ریتمیک هستند که در فرکانس‌های بین ۸ تا ۱۳ سیکل در ثانیه رخ می‌دهند و در EEG تقریباً همه بزرگسالان سالم زمانی که بیدار هستند و در حالت استراحت و آرام هستند یافت می‌شوند. این امواج به شدت در ناحیه اکسیپیتال ایجاد می‌شوند، اما می‌توانند از نواحی جداری و فرونتال پوست سر نیز ثبت شوند.

Their voltage is usually about 50 microvolts. During deep sleep, the alpha waves disappear.

ولتاژ آنها معمولاً حدود ۵۰ میکرو ولت است. در طول خواب عمیق، امواج آلفا ناپدید می‌شوند.

When the awake person’s attention is directed to some specific type of mental activity, the alpha waves are replaced by asynchronous, higher frequency but lower voltage beta waves. Figure 60-3 shows the effect on the alpha waves of simply opening the eyes in bright light and then closing the eyes. Note that the visual sensations cause immediate cessation of the alpha waves and that these waves are replaced by low-voltage, asynchronous beta waves.

هنگامی‌که توجه فرد بیدار به نوع خاصی از فعالیت ذهنی معطوف می‌شود، امواج آلفا با امواج بتای ناهمزمان با فرکانس بالاتر اما با ولتاژ پایین جایگزین می‌شوند. شکل ۶۰-۳ اثر باز کردن ساده چشم‌ها در نور شدید و سپس بستن چشم‌ها را بر امواج آلفا نشان می‌دهد. توجه داشته باشید که احساسات بصری باعث توقف فوری امواج آلفا می‌شوند و این امواج با ولتاژ پایین و امواج بتا ناهمزمان جایگزین می‌شوند.

Beta waves occur at frequencies greater than 14 cycles/ sec and as high as 80 cycles/sec. They are recorded mainly from the parietal and frontal regions during specific activation of these parts of the brain.

امواج بتا در فرکانس‌های بیشتر از ۱۴ سیکل در ثانیه و تا ۸۰ سیکل در ثانیه رخ می‌دهد. آنها عمدتاً از نواحی جداری و فرونتال در هنگام فعال سازی خاص این قسمت‌های مغز ثبت می‌شوند.

Theta waves have frequencies between four and 7 cycles/sec. They occur normally in the parietal and temporal regions in children, but they also occur during emotional stress in some adults, particularly during disappointment and frustration. Theta waves also occur in many brain dis- orders, often in degenerative brain states.

فرکانس امواج تتا بین چهار تا هفت سیکل در ثانیه است. آنها معمولاً در نواحی جداری و گیجگاهی در کودکان رخ می‌دهند، اما در برخی از بزرگسالان در هنگام استرس عاطفی، به ویژه در هنگام ناامیدی و ناامیدی نیز رخ می‌دهند. امواج تتا همچنین در بسیاری از اختلالات مغزی، اغلب در حالت‌های دژنراتیو مغز، رخ می‌دهند.

Delta waves include all the waves of the EEG with frequencies less than 3.5 cycles/sec, and they often have volt- ages two to four times greater than most other types of brain waves. They occur in very deep sleep, in infancy, and in per- sons with serious organic brain disease. They also occur in the cortex of animals that have had subcortical transections in which the cerebral cortex is separated from the thalamus. Therefore, delta waves can occur strictly in the cortex independent of activities in lower regions of the brain.

امواج دلتا شامل تمام امواج EEG با فرکانس کمتر از ۳.۵ سیکل در ثانیه است و اغلب ولتاژ آنها دو تا چهار برابر بیشتر از سایر انواع امواج مغزی است. آنها در خواب بسیار عمیق، در دوران نوزادی و در افراد مبتلا به بیماری ارگانیک مغزی جدی رخ می‌دهند. آنها همچنین در قشر حیواناتی که دارای برش‌های زیر قشری هستند که در آن قشر مغز از تالاموس جدا شده است، رخ می‌دهد. بنابراین، امواج دلتا می‌توانند به شدت در قشر مغز و مستقل از فعالیت در مناطق پایین تر مغز رخ دهند.

Figure 60-2. Different types of brain waves in the normal electro- encephalogram.

شکل ۶۰-۲. انواع مختلف امواج مغزی در الکتروانسفالوگرام طبیعی.

Figure 60-3. Replacement of the alpha rhythm by an asynchronous, low-voltage beta rhythm when the eyes are open.

شکل ۶۰-۳. جایگزینی ریتم آلفا با ریتم بتای ناهمزمان و کم ولتاژ زمانی که چشم‌ها باز هستند.

Origin of Brain Waves

The discharge of a single neuron or single nerve fiber in the brain can never be recorded from the surface of the head. Instead, many thousands or even millions of neurons or fibers must fire synchronously for the potentials from the individual neurons or fibers to summate enough to be re- corded through the skull. Thus, the intensity of the brain waves from the scalp is determined mainly by the numbers of neurons and fibers that fire in synchrony with one an- other, not by the total level of electrical activity in the brain. In fact, strong nonsynchronous nerve signals often nullify one another in the recorded brain waves because of opposing polarities. This phenomenon is demonstrated in Figure 60-3, which shows, when the eyes were closed, synchro- nous discharge of many neurons in the cerebral cortex at a frequency of about 12/sec, thus causing alpha waves. Then, when the eyes were opened, the activity of the brain in- creased greatly, but synchronization of the signals became so little that the brain waves mainly nullified one another. The resultant effect was low voltage waves of generally high but irregular frequency, the beta waves.

منشا امواج مغزی

ترشح یک نورون یا رشته عصبی منفرد در مغز هرگز از سطح سر قابل ثبت نیست. در عوض، هزاران یا حتی میلیون‌ها نورون یا فیبر باید به طور همزمان شلیک کنند تا پتانسیل‌های هر نورون یا فیبر به اندازه کافی جمع شوند تا از طریق جمجمه ثبت شوند. بنابراین، شدت امواج مغزی از پوست سر عمدتاً توسط تعداد نورون‌ها و فیبرهایی که همزمان با یکدیگر شلیک می‌کنند، تعیین می‌شود، نه با سطح کل فعالیت الکتریکی در مغز. در واقع، سیگنال‌های عصبی غیرهمزمان قوی اغلب یکدیگر را در امواج مغزی ضبط‌شده به دلیل قطبیت‌های متضاد باطل می‌کنند. این پدیده در شکل ۶۰-۳ نشان داده شده است، که نشان می‌دهد، زمانی که چشم‌ها بسته بودند، ترشح همزمان بسیاری از نورون‌ها در قشر مغز با فرکانس حدود ۱۲ در ثانیه، در نتیجه باعث ایجاد امواج آلفا می‌شود. سپس، هنگامی‌که چشم‌ها باز شد، فعالیت مغز به شدت افزایش یافت، اما همگام سازی سیگنال‌ها آنقدر کم شد که امواج مغزی عمدتاً یکدیگر را باطل می‌کردند. اثر حاصل، امواج ولتاژ پایین با فرکانس عمومی‌بالا اما نامنظم، امواج بتا بود.

Figure 60-4. Effect of varying degrees of cerebral activity on the basic rhythm of the electroencephalogram.

شکل ۶۰-۴. تأثیر درجات مختلف فعالیت مغزی بر ریتم پایه الکتروانسفالوگرام.

Origin of Alpha Waves. Alpha waves will not occur in the cerebral cortex without cortical connections with the thalamus. Conversely, stimulation in the nonspecific layer of reticular nuclei that surround the thalamus or in “diffuse” nuclei deep inside the thalamus often sets up electrical waves in the thalamocortical system at a frequency between 8 and 13/sec, which is the natural frequency of the alpha waves. Therefore, alpha waves are thought to result from spontaneous feedback oscillation in this diffuse thalamocortical system, possibly including the reticular activating system in the brain stem as well. This oscillation presumably causes the periodicity of the alpha waves and the synchronous activation of literally millions of cortical neurons during each wave.

منشا امواج آلفا. امواج آلفا در قشر مغز بدون اتصالات قشر با تالاموس رخ نمی‌دهد. برعکس، تحریک در لایه غیر اختصاصی هسته‌های شبکه‌ای که تالاموس را احاطه کرده‌اند یا در هسته‌های “پراکنده” در اعماق تالاموس اغلب امواج الکتریکی را در سیستم تالاموکورتیکال با فرکانس بین ۸ تا ۱۳ در ثانیه ایجاد می‌کند که فرکانس طبیعی امواج آلفا است. بنابراین، تصور می‌شود که امواج آلفا از نوسانات بازخورد خود به خود در این سیستم منتشر تالاموکورتیکال، احتمالاً شامل سیستم فعال کننده شبکه در ساقه مغز نیز می‌باشد. این نوسان احتمالاً باعث تناوب امواج آلفا و فعال شدن همزمان میلیون‌ها نورون قشر مغز در طول هر موج می‌شود.

Origin of Delta Waves. Transection of the fiber tracts from the thalamus to the cerebral cortex, which blocks thalamic activation of the cortex and thereby eliminates the alpha waves, nevertheless does not block delta waves in the cortex. This indicates that some synchronizing mechanism can occur in the cortical neuronal system by itself-mainly independent of lower structures in the brain-to cause the delta waves.

منشا امواج دلتا. برش مجاری فیبر از تالاموس به قشر مغز، که فعال شدن قشر تالاموس را مسدود می‌کند و در نتیجه امواج آلفا را از بین می‌برد، با این وجود امواج دلتا را در قشر مخ مسدود نمی‌کند. این نشان می‌دهد که برخی مکانیسم‌های همگام‌سازی می‌تواند به خودی خود در سیستم عصبی قشر مغز رخ دهد – عمدتاً مستقل از ساختارهای پایین‌تر در مغز – و باعث ایجاد امواج دلتا می‌شود.

Delta waves also occur during deep slow-wave sleep, which suggests that the cortex then is mainly released from the activating influences of the thalamus and other lower centers.

امواج دلتا در طول خواب عمیق موج آهسته نیز رخ می‌دهند، که نشان می‌دهد قشر مغز عمدتاً از تأثیرات فعال تالاموس و سایر مراکز پایین‌تر آزاد می‌شود.

Effect of Varying Levels of Cerebral Activity on the Frequency of the EEG

There is a general correlation between level of cerebral activity and average frequency of the EEG rhythm, with the average frequency increasing progressively with higher degrees of activity. This is demonstrated in Figure 60-4, which shows the existence of delta waves in surgical anesthesia and deep sleep, theta waves in psychomotor states, alpha waves during relaxed states, and beta waves during periods of intense mental activity or fright. During periods of mental activity, the waves usually become asynchronous rather than synchronous, so the voltage falls considerably despite markedly increased cortical activity, as shown in Figure 60-3.

تأثیر سطوح مختلف فعالیت مغزی بر فرکانس EEG

یک همبستگی کلی بین سطح فعالیت مغزی و متوسط ​​فرکانس ریتم EEG وجود دارد، با متوسط ​​فرکانس به تدریج با درجات بالاتر فعالیت افزایش می‌یابد. این در شکل ۶۰-۴ نشان داده شده است که وجود امواج دلتا را در بیهوشی جراحی و خواب عمیق، امواج تتا در حالت‌های روانی حرکتی، امواج آلفا در حالت آرامش و امواج بتا را در دوره‌های فعالیت ذهنی شدید یا ترس نشان می‌دهد. در طول دوره‌های فعالیت ذهنی، امواج معمولاً به جای سنکرون ناهمزمان می‌شوند، بنابراین با وجود افزایش قابل توجه فعالیت قشر مغز، ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، همانطور که در شکل ۶۰-۳ نشان داده شده است.

Changes in the EEG at Different Stages of Wakeful- ness and Sleep

Figure 60-1 shows typical EEG patterns in different stages of wakefulness and sleep. Alert wakefulness is characterized by high-frequency beta waves, whereas quiet wakeful- ness is usually associated with alpha waves, as demonstrated by the first two EEGs of the figure.

تغییرات در EEG در مراحل مختلف بیداری و خواب

شکل ۶۰-۱ الگوهای EEG معمولی را در مراحل مختلف بیداری و خواب نشان می‌دهد. بیداری هشدار با امواج بتا با فرکانس بالا مشخص می‌شود، در حالی که بیداری آرام معمولاً با امواج آلفا همراه است، همانطور که توسط دو EEG اول شکل نشان داده شده است.

Slow-wave sleep is divided into four stages. In the first stage, a stage of light sleep, the voltage of the EEG waves becomes low. This stage is broken by “sleep spindles” (i.e., short spindle-shaped bursts of alpha waves that occur periodically). In stages 2, 3, and 4 of slow-wave sleep, the frequency of the EEG becomes progressively slower until it reaches a frequency of only one to three waves per second in stage 4, these waves are delta waves.

خواب موج آهسته به چهار مرحله تقسیم می‌شود. در مرحله اول، مرحله خواب سبک، ولتاژ امواج EEG کم می‌شود. این مرحله توسط “دوک‌های خواب” شکسته می‌شود (یعنی انفجارهای کوتاه دوکی شکل از امواج آلفا که به طور دوره ای رخ می‌دهند). در مراحل ۲، ۳ و ۴ خواب موج آهسته، فرکانس EEG به تدریج کندتر می‌شود تا زمانی که در مرحله ۴ به فرکانس تنها یک تا سه موج در ثانیه می‌رسد، این امواج امواج دلتا هستند.

Figure 60-1 also shows the EEG during REM sleep. It is often difficult to tell the difference between this brain wave pattern and that of an awake, active person. The waves are irregular and of high frequency, which are normally suggestive of desynchronized nervous activity as found in the awake state. Therefore, REM sleep is frequently called de- synchronized sleep because there is lack of synchrony in the firing of the neurons despite significant brain activity.

شکل ۶۰-۱ همچنین EEG را در طول خواب REM نشان می‌دهد. تشخیص تفاوت بین این الگوی امواج مغزی و یک فرد بیدار و فعال اغلب دشوار است. امواج نامنظم و با فرکانس بالا هستند که معمولاً حاکی از فعالیت عصبی غیرهمگام در حالت بیداری هستند. بنابراین، خواب REM غالباً خواب غیرهمگام نامیده می‌شود زیرا علیرغم فعالیت قابل توجه مغز، عدم هماهنگی در شلیک نورون‌ها وجود دارد.

Seizures and Epilepsy

Seizures are temporary disruptions of brain function caused by uncontrolled excessive neuronal activity. De- pending on the distribution of neuronal discharges, seizure manifestations can range from experiential phenomena that are barely noticeable to dramatic convulsions. These temporary symptomatic seizures usually do not persist if the underlying disorder is corrected. They can be caused by multiple neurological or medical conditions, such as acute electrolyte disorders, hypoglycemia, drugs (e.g., cocaine), eclampsia, kidney failure, hypertensive encephalopathy, meningitis, and so forth. Approximately 5% to 10% of the population will have at least one seizure in their lifetime.

تشنج و صرع

تشنج اختلالات موقتی در عملکرد مغز است که در اثر فعالیت بیش از حد عصبی کنترل نشده ایجاد می‌شود. بسته به توزیع ترشحات عصبی، تظاهرات تشنج می‌تواند از پدیده‌های تجربی که به سختی قابل توجه هستند تا تشنج‌های شدید باشد. این تشنج‌های موقتی علامت دار معمولاً در صورت اصلاح اختلال زمینه ای ادامه نمی‌یابند. آنها می‌توانند ناشی از چندین بیماری عصبی یا پزشکی مانند اختلالات حاد الکترولیتی، هیپوگلیسمی، داروها (به عنوان مثال، کوکائین)، اکلامپسی، نارسایی کلیه، آنسفالوپاتی فشار خون بالا، مننژیت و غیره باشند. تقریباً ۵ تا ۱۰ درصد از جمعیت حداقل یک بار در طول زندگی خود دچار تشنج خواهند شد.

In contrast to symptomatic seizures, epilepsy is a chronic condition of recurrent seizures that can also vary from brief and nearly undetectable symptoms to periods of vigorous shaking and convulsions. Epilepsy is not a single disease. Its clinical symptoms are heterogeneous and reflect multiple underlying pathophysiological mechanisms that cause cerebral dysfunction and injury, such as trauma, stroke, tumors, infection, or degenerative changes. Hereditary fac- tors appear to be important, although a specific cause can- not be identified in many patients and several factors may coexist, reflecting an acquired brain pathology and genetic predisposition. Epilepsy is estimated to affect approximately 1% of the population, or 65 million people worldwide.

برخلاف تشنج‌های علامت دار، صرع یک ​​وضعیت مزمن تشنج‌های مکرر است که می‌تواند از علائم کوتاه و تقریبا غیرقابل تشخیص تا دوره‌های لرزش شدید و تشنج متغیر باشد. صرع یک ​​بیماری واحد نیست. علائم بالینی آن ناهمگن هستند و مکانیسم‌های پاتوفیزیولوژیکی متعددی را منعکس می‌کنند که باعث اختلال عملکرد و آسیب مغزی می‌شوند، مانند تروما، سکته مغزی، تومورها، عفونت یا تغییرات دژنراتیو. به نظر می‌رسد که عوامل ارثی مهم هستند، اگرچه یک علت خاص در بسیاری از بیماران قابل شناسایی نیست و عوامل متعددی ممکن است در کنار هم وجود داشته باشند که منعکس کننده آسیب شناسی اکتسابی مغز و استعداد ژنتیکی است. تخمین زده می‌شود که صرع تقریباً ۱٪ از جمعیت یا ۶۵ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار دهد.

At a basic level an epileptic seizure is caused by a disruption of the normal balance between inhibitory and excitatory currents or transmission in one or more regions of the brain. Drugs or pathological factors that increase neuronal excitation or impair inhibition tend to be epileptogenic (i.e., predisposing a person to epilepsy), whereas effective antiepileptic drugs attenuate excitation and facilitate inhibition. In cases in which a person has brain injury due to trauma, stroke, or infection, there may be a delay of several months or years after the injury before the seizures begin.

در سطح پایه، تشنج صرع به دلیل برهم خوردن تعادل طبیعی بین جریان‌های مهاری و تحریکی یا انتقال در یک یا چند ناحیه از مغز ایجاد می‌شود. داروها یا عوامل پاتولوژیک که تحریک عصبی را افزایش می‌دهند یا مهار را مختل می‌کنند، معمولاً صرع‌زا هستند (یعنی فرد را مستعد ابتلا به صرع می‌کنند)، در حالی که داروهای ضدصرع مؤثر تحریک را کاهش داده و مهار را تسهیل می‌کنند. در مواردی که فرد به دلیل ضربه، سکته یا عفونت دچار آسیب مغزی شده باشد، ممکن است چندین ماه یا سال بعد از آسیب قبل از شروع تشنج تاخیر داشته باشد.

Epileptic seizures can be classified into two major types: (1) focal seizures (also called partial seizures) that are limited to a focal area of one cerebral hemisphere, and (2) generalized seizures that diffusely involve both hemispheres of the cerebral cortex. However, partial seizures may some- times evolve into generalized seizures.

تشنج‌های صرع را می‌توان به دو نوع عمده طبقه بندی کرد: (۱) تشنج کانونی (که تشنج جزئی نیز نامیده می‌شود) که به ناحیه کانونی یک نیمکره مغز محدود می‌شود و (۲) تشنج‌های عمومی‌که به طور منتشر هر دو نیمکره قشر مغز را درگیر می‌کنند. با این حال، تشنج‌های جزئی ممکن است گاهی به تشنج عمومی‌تبدیل شوند.

Focal (Partial) Epileptic Seizures

Focal epileptic seizures begin in a small localized region of the cerebral cortex or deeper structures of the cerebrum and brain stem and have clinical manifestations that reflect the function of the affected brain area. Most often, focal epilepsy results from some localized organic lesion or functional abnormality, such as (1) scar tissue in the brain that pulls on the adjacent neuronal tissue, (2) a tumor that compresses an area of the brain, (3) a destroyed area of brain tissue, or (4) congenitally deranged local circuitry.

تشنج صرع کانونی (جزئی).

تشنج‌های صرع کانونی در یک ناحیه موضعی کوچک از قشر مغز یا ساختارهای عمیق تر مخ و ساقه مغز شروع می‌شوند و دارای تظاهرات بالینی هستند که عملکرد ناحیه آسیب دیده مغز را منعکس می‌کنند. اغلب، صرع کانونی ناشی از برخی ضایعات ارگانیک موضعی یا ناهنجاری‌های عملکردی است، مانند (۱) بافت اسکار در مغز که بافت عصبی مجاور را می‌کشد، (۲) توموری که ناحیه ای از مغز را فشرده می‌کند، (۳) ناحیه تخریب شده بافت مغز، یا (۴) مدارهای محلی به طور مادرزادی آشفته است.

These lesions can promote extremely rapid discharges in the local neurons; when the discharge rate rises above several hundred per second, synchronous waves begin to spread over adjacent cortical regions. These waves presumably result from localized reverberating circuits that may gradually recruit adjacent areas of the cortex into the epileptic discharge zone. The process spreads to adjacent areas at a rate as slow as a few millimeters per minute to as fast as several centimeters per second.

این ضایعات می‌توانند ترشحات بسیار سریع را در نورون‌های محلی ایجاد کنند. هنگامی‌که سرعت تخلیه از چند صد در ثانیه بالاتر می‌رود، امواج همزمان شروع به پخش شدن در مناطق قشر مجاور می‌کنند. این امواج احتمالاً ناشی از مدارهای پژواک موضعی هستند که ممکن است به تدریج نواحی مجاور قشر مغز را به منطقه تخلیه صرعی جذب کنند. این فرآیند با سرعتی به کندی از چند میلی متر در دقیقه تا چند سانتی متر در ثانیه به مناطق مجاور گسترش می‌یابد.

Focal seizures can spread locally from a focus or more re- motely to the contralateral cortex and subcortical areas of the brain through projections to the thalamus, which has wide- spread connections to both hemispheres (Figure 60-5). When such a wave of excitation spreads over the motor cortex, it causes a progressive “march” of muscle contractions through- out the opposite side of the body, beginning most characteristically in the mouth region and marching progressively down- ward to the legs but at other times marching in the opposite direction. This phenomenon is called Jacksonian march.

تشنج‌های کانونی می‌توانند به صورت موضعی از یک کانون یا بیشتر از راه دور به قشر طرف مقابل و نواحی زیر قشری مغز از طریق برآمدگی‌ها به تالاموس که اتصالات گسترده ای به هر دو نیمکره دارد گسترش یابد (شکل ۶۰-۵). هنگامی‌که چنین موجی از تحریک بر روی قشر حرکتی پخش می‌شود، باعث ایجاد یک “مارش” پیشرونده انقباضات عضلانی در سراسر طرف مقابل بدن می‌شود که به طور مشخص از ناحیه دهان شروع می‌شود و به تدریج به سمت پایین به سمت پاها حرکت می‌کند اما در زمان‌های دیگر در جهت مخالف حرکت می‌کند. این پدیده مارش جکسونی نام دارد.

Focal seizures are often classified as simple partial seizures when there is no major change in consciousness or as complex partial seizures when consciousness is impaired. Simple partial seizures may be preceded by an aura, with sensations such as fear, followed by motor signs, such as rhythmic jerking or tonic stiffening movements of a body part. A focal epileptic attack may remain confined to a single area of the brain, often the temporal lobe, but in some cases strong signals spread from the focal region, and the person may lose consciousness. Complex partial seizures may also begin with an aura followed by impaired consciousness and strange repetitive movements (automatisms), such as chewing or lip smacking. After recovery from the seizure the per- son may have no memory of the attack, except for the aura.

تشنج‌های کانونی اغلب به عنوان تشنج‌های جزئی ساده زمانی که تغییر عمده ای در هوشیاری ایجاد نمی‌شود یا به عنوان تشنج‌های جزئی پیچیده در هنگام اختلال در هوشیاری طبقه بندی می‌شوند. ممکن است قبل از تشنج‌های جزئی ساده یک‌هاله همراه با احساساتی مانند ترس و به دنبال آن علائم حرکتی مانند تکان‌های ریتمیک یا حرکات سفت کننده تونیک بخشی از بدن باشد. حمله صرع کانونی ممکن است در یک ناحیه از مغز، اغلب لوب تمپورال، محدود بماند، اما در برخی موارد سیگنال‌های قوی از ناحیه کانونی پخش می‌شود و ممکن است فرد هوشیاری خود را از دست بدهد. تشنج‌های جزئی پیچیده نیز ممکن است با یک‌هاله و به دنبال آن اختلال در هوشیاری و حرکات تکراری عجیب (اتوماتیک)، مانند جویدن یا زدن لب شروع شوند. پس از بهبودی پس از تشنج، فرد ممکن است هیچ خاطره ای از حمله نداشته باشد، به جز‌هاله.

The time after the seizure, prior to the return of normal neurological function, is called the postictal period.

زمان پس از تشنج، قبل از بازگشت عملکرد عصبی طبیعی، دوره پستیکتال نامیده می‌شود.

Psychomotor, temporal lobe, and limbic seizures are terms that have been used in the past to describe many of the behaviors that are now classified as complex partial seizures. However, these terms are not synonymous. Com- plex partial seizures can arise from regions other than the temporal lobe and do not always involve the limbic system. Also, automatisms (the “psychomotor” element) are not always present in complex partial seizures. Attacks of this type frequently involve part of the limbic portion of the brain, such as the hippocampus, the amygdala, the septum, and/or portions of the temporal cortex.

تشنج روانی حرکتی، لوب گیجگاهی و تشنج لیمبیک اصطلاحاتی هستند که در گذشته برای توصیف بسیاری از رفتارهایی که امروزه به عنوان تشنج‌های جزئی پیچیده طبقه بندی می‌شوند، استفاده می‌شد. با این حال، این اصطلاحات مترادف نیستند. تشنج‌های جزئی پیچیده می‌توانند از نواحی غیر از لوب تمپورال ایجاد شوند و همیشه سیستم لیمبیک را درگیر نمی‌کنند. همچنین، اتوماتیسم‌ها (عنصر «روان حرکتی») همیشه در تشنج‌های جزئی پیچیده وجود ندارند. حملات از این نوع غالباً بخشی از قسمت لیمبیک مغز مانند هیپوکامپ، آمیگدال، سپتوم و/یا بخش‌هایی از قشر تمپورال را درگیر می‌کنند.

The lowest tracing of Figure 60-6 demonstrates a typical EEG during a psychomotor seizure, showing a low- frequency rectangular wave with a frequency between 2 and 4/sec and with occasional superimposed 14/sec waves.

کمترین ردیابی شکل ۶۰-۶ یک EEG معمولی را در طی یک تشنج روانی حرکتی نشان می‌دهد، که یک موج مستطیلی با فرکانس پایین را با فرکانس بین ۲ تا ۴ در ثانیه و با امواج ۱۴ بر ثانیه روی هم قرار می‌دهد.

Figure 60-5. A, Propagation of seizures from focal regions of the cortex can occur through fibers in the same cerebral hemisphere or fibers that connect to the contralateral cortex. B, Secondary generalization of a focal seizure can sometimes occur by spread to subcortical areas through projections to the thalamus, resulting in activation of both hemispheres. C, Primary generalized seizure spreads rapidly and simultaneously to both cerebral hemispheres through interconnections between the thalamus and cortex.

شکل ۶۰-۵. الف، انتشار تشنج از نواحی کانونی قشر مغز می‌تواند از طریق رشته‌هایی در همان نیمکره مغز یا رشته‌هایی که به قشر طرف مقابل متصل می‌شوند، رخ دهد. ب، تعمیم ثانویه تشنج کانونی گاهی اوقات می‌تواند با گسترش به نواحی زیر قشری از طریق برآمدگی به تالاموس رخ دهد که منجر به فعال شدن هر دو نیمکره می‌شود. C، تشنج عمومی‌اولیه به سرعت و به طور همزمان از طریق اتصالات بین تالاموس و قشر مغز به هر دو نیمکره مغز گسترش می‌یابد.

Figure 60-6. Electroencephalograms in different types of epilepsy.

شکل ۶۰-۶. الکتروانسفالوگرام در انواع مختلف صرع.

Generalized Seizures

Generalized epileptic seizures are characterized by diffuse, excessive, and uncontrolled neuronal discharges that at the outset spread rapidly and simultaneously to both cerebral hemispheres through interconnections between the thalamus and cortex (Figure 60-5). However, it is sometimes difficult clinically to distinguish between a primary generalized seizure and a focal seizure that spreads rapidly. Generalized seizures are subdivided primarily on the basis of the ictal motor manifestations which, in turn, depend on the extent to which subcortical and brain stem regions participate in the seizure.

تشنج عمومی

تشنج‌های صرعی عمومی‌با ترشحات عصبی منتشر، بیش از حد و کنترل نشده مشخص می‌شوند که در ابتدا به سرعت و به طور همزمان از طریق اتصالات بین تالاموس و قشر مغز به هر دو نیمکره مغز گسترش می‌یابند (شکل ۶۰-۵). با این حال، گاهی اوقات از نظر بالینی تشخیص تشنج عمومی‌اولیه و تشنج کانونی که به سرعت گسترش می‌یابد دشوار است. تشنج‌های عمومی‌عمدتاً بر اساس تظاهرات حرکتی کتال تقسیم می‌شوند که به نوبه خود به میزان مشارکت مناطق ساب کورتیکال و ساقه مغز در تشنج بستگی دارد.

Generalized Tonic-Clonic (Grand Mal) Seizures)

Generalized tonic-clonic seizures, previously called grand mal seizures, are characterized by an abrupt loss of consciousness and extreme neuronal discharges in all areas of the brain-the cerebral cortex, the deeper parts of the cerebrum, and even the brain stem. Also, discharges transmit- ted all the way into the spinal cord sometimes cause generalized tonic seizures of the entire body, followed toward the end of the attack by alternating tonic and spasmodic muscle contractions called tonic-clonic seizures. Often the person bites or “swallows” his or her tongue and may have difficulty breathing, sometimes to the extent that cyanosis occurs. Also, signals transmitted from the brain to the vis- cera frequently cause urination and defecation.

تشنج ژنرالیزه تونیک-کلونیک (گرند مال)

تشنج‌های تونیک-کلونیک عمومی‌که قبلاً تشنج گراند مال نامیده می‌شدند، با از دست دادن ناگهانی هوشیاری و ترشحات عصبی شدید در تمام نواحی مغز – قشر مخ، قسمت‌های عمیق‌تر مخ و حتی ساقه مغز مشخص می‌شوند. همچنین، ترشحاتی که از تمام راه به نخاع منتقل می‌شوند، گاهی باعث تشنج‌های تونیک ژنرالیزه در کل بدن می‌شوند، و در پایان حمله با انقباضات عضلانی تونیک و اسپاسمودیک متناوب به نام تشنج‌های تونیک-کلونیک همراه می‌شوند. اغلب فرد زبان خود را گاز می‌گیرد یا «بلع» می‌کند و ممکن است در تنفس مشکل داشته باشد، گاهی اوقات تا حدی که سیانوز رخ می‌دهد. همچنین سیگنال‌هایی که از مغز به احشاء منتقل می‌شوند اغلب باعث ادرار و مدفوع می‌شوند.

The usual generalized tonic-clonic seizure lasts from a few seconds to 3 to 4 minutes. It is also characterized by postseizure depression of the entire nervous system; the person remains in stupor for 1 minute to many minutes after the seizure attack is over and then often remains severely fatigued and asleep for hours thereafter.

تشنج عمومی‌ژنرالیزه تونیک-کلونیک از چند ثانیه تا ۳ تا ۴ دقیقه طول می‌کشد. همچنین با افسردگی کل سیستم عصبی پس از تشنج مشخص می‌شود. فرد پس از پایان حمله تشنجی به مدت ۱ دقیقه تا چند دقیقه در حالت بی‌حالی باقی می‌ماند و سپس اغلب به شدت خسته و ساعت‌ها پس از آن به خواب می‌رود.

The top recording of Figure 60-6 shows a typical EEG from almost any region of the cortex during the tonic phase of generalized tonic-clonic seizure. This demonstrates that high-voltage, high-frequency discharges occur over the entire cortex. Furthermore, the same type of discharge occurs on both sides of the brain at the same time, demonstrating that the abnormal neuronal circuitry responsible for the at- tack strongly involves the basal regions of the brain that drive the two halves of the cerebrum simultaneously.

ضبط بالای شکل ۶۰-۶ یک EEG معمولی را تقریباً از هر ناحیه از قشر مغز در طول فاز تونیک تشنج ژنرالیزه تونیک-کلونیک نشان می‌دهد. این نشان می‌دهد که تخلیه‌های ولتاژ بالا و فرکانس بالا در کل قشر رخ می‌دهد. علاوه بر این، همان نوع ترشح در هر دو طرف مغز به طور همزمان رخ می‌دهد، که نشان می‌دهد مدارهای عصبی غیرطبیعی که مسئول حمله هستند به شدت درگیر نواحی پایه مغز است که دو نیمه مغز را به طور همزمان هدایت می‌کنند.

Electrical recordings from the thalamus, as well as from the reticular formation of the brain stem during the generalized tonic-clonic seizure, show typical high-voltage activity in both of these areas similar to that recorded from the cerebral cortex. Therefore, a generalized tonic-clonic seizure presumably involves not only abnormal activation of the thalamus and cerebral cortex but also abnormal activation in the subthalamic brain stem portions of the brain- activating system.

ضبط‌های الکتریکی از تالاموس، و همچنین از تشکیل شبکه ای ساقه مغز در طول تشنج تونیک-کلونیک ژنرالیزه، فعالیت معمولی با ولتاژ بالا را در هر دوی این مناطق مشابه با آنچه از قشر مغز ثبت شده است، نشان می‌دهد. بنابراین، تشنج تونیک-کلونیک ژنرالیزه نه تنها شامل فعال شدن غیرطبیعی تالاموس و قشر مغز می‌شود، بلکه شامل فعال شدن غیرطبیعی در بخش‌های ساقه مغز زیر تالاموس سیستم فعال کننده مغز نیز می‌شود.

What Initiates a Generalized Tonic-Clonic Seizure?

The majority of generalized seizures are idiopathic, which means that the cause is unknown. Many people who have generalized tonic-clonic attacks have a hereditary predisposition to epilepsy, a predisposition that occurs in about 1 of every 100 persons. In these people, factors that can increase the excitability of the abnormal “epileptogenic” circuitry enough to precipitate attacks include (1) strong emotional stimuli, (2) alkalosis caused by overbreathing, (3) drugs, (4) fever, and (5) loud noises or flashing lights.

چه چیزی باعث تشنج ژنرالیزه تونیک-کلونیک می‌شود؟

اکثر تشنج‌های عمومی‌ایدیوپاتیک هستند، به این معنی که علت آن ناشناخته است. بسیاری از افرادی که حملات تونیک-کلونیک ژنرالیزه دارند، مستعد ارثی به صرع هستند، استعدادی که در حدود ۱ نفر از هر ۱۰۰ نفر رخ می‌دهد. در این افراد، عواملی که می‌توانند تحریک پذیری مدار غیرطبیعی «صرع زا» را به اندازه کافی برای تسریع حملات افزایش دهند عبارتند از (۱) محرک‌های احساسی قوی، (۲) آلکالوز ناشی از تنفس بیش از حد، (۳) داروها، (۴) تب، و (۵) صداهای بلند یا چراغ‌های چشمک زن.

Even in people who are not genetically predisposed, certain types of traumatic lesions in almost any part of the brain can cause excess excitability of local brain areas, as we discuss shortly. These local brain areas also sometimes transmit signals into the activating systems of the brain to elicit tonic-clonic seizures.

حتی در افرادی که از نظر ژنتیکی مستعد نیستند، انواع خاصی از ضایعات تروماتیک تقریباً در هر قسمت از مغز می‌توانند باعث تحریک پذیری بیش از حد نواحی محلی مغز شوند، همانطور که به زودی در مورد آن صحبت می‌کنیم. این نواحی محلی مغز نیز گاهی سیگنال‌هایی را به سیستم‌های فعال کننده مغز منتقل می‌کنند تا تشنج‌های تونیک-کلونیک را ایجاد کنند.

What stops the Generalized Tonic-Clonic Attack? The extreme neuronal overactivity during a tonic clonic attack is presumed to be caused by massive simultaneous activation of many reverberating neuronal pathways throughout the brain. Although the factors that terminate the attack are not well understood, it is likely that active inhibition occurs by inhibitory neurons that have been activated by the attack.

چه چیزی حمله تونیک-کلونیک عمومی‌را متوقف می‌کند؟ فرض بر این است که بیش فعالی عصبی شدید در طول یک حمله تونیک کلونیک ناشی از فعال شدن همزمان گسترده بسیاری از مسیرهای عصبی طنین دار در سراسر مغز است. اگر چه عواملی که حمله را خاتمه می‌دهند به خوبی شناخته نشده اند، این احتمال وجود دارد که مهار فعال توسط نورون‌های مهاری که توسط حمله فعال شده اند رخ دهد.

Absence Seizures (Petit Mal Seizures)

Absence seizures, formerly called petit mal seizures, usually begin in childhood or early adolescence and account for 15% to 20% of epilepsy cases in children. Absence seizures almost certainly involve the thalamocortical brain activating system. They are usually characterized by 3 to 30 seconds of unconsciousness or diminished consciousness, during which time the person often stares and has twitch- like contractions of muscles, usually in the head region, especially blinking of the eyes; this phase is followed by a rapid return of consciousness and resumption of previous activities. The total sequence is called the absence syndrome or absence epilepsy.

تشنج غیبت (تشنج پتی مال)

تشنج غیبت که قبلاً تشنج پتی مال نامیده می‌شد، معمولا در دوران کودکی یا اوایل نوجوانی شروع می‌شود و ۱۵ تا ۲۰ درصد از موارد صرع در کودکان را تشکیل می‌دهد. تشنج‌های غیبت تقریباً به طور قطع سیستم فعال کننده مغز تالاموکورتیکال را شامل می‌شود. آنها معمولاً با ۳ تا ۳۰ ثانیه بیهوشی یا کاهش هوشیاری مشخص می‌شوند، در این مدت فرد اغلب خیره می‌شود و انقباضات ماهیچه ای مانند انقباضات، معمولاً در ناحیه سر، به ویژه پلک زدن چشم‌ها دارد. این مرحله با بازگشت سریع هوشیاری و از سرگیری فعالیت‌های قبلی دنبال می‌شود. توالی کلی سندرم غیبت یا صرع غیبت نامیده می‌شود.

The patient may have one such attack in many months or, in rare cases, may have a rapid series of attacks, one after the other. The usual course is for the absence seizures to appear first during childhood or adolescence and then to disappear by the age of 30 years. On occasion, an absence seizure will initiate a generalized tonicclonic (grand mal) attack.

بیمار ممکن است در چند ماه یک چنین حملاتی داشته باشد یا در موارد نادر ممکن است یک سری حملات سریع پشت سر هم داشته باشد. دوره معمول این است که تشنج‌های غیبت ابتدا در دوران کودکی یا نوجوانی ظاهر می‌شوند و سپس در سن ۳۰ سالگی ناپدید می‌شوند. در مواردی، تشنج غیبت باعث شروع یک حمله ژنرالیزه تونیککلونیک (گرند مال) می‌شود.

The brain wave pattern in a person with absence seizure epilepsy is demonstrated by the middle recording of Figure 60-6, which is typified by a spike and dome pattern. The spike and dome can be recorded over most or all of the cerebral cortex, showing that the seizure involves much or most of the thalamocortical activating system of the brain. In fact, animal studies suggest that it results from oscillation of (1) inhibitory thalamic reticular neurons (which are inhibitory gamma-aminobutyric acid [GABA]-producing neurons) and (2) excitatory thalamocortical and cortico- thalamic neurons.

الگوی امواج مغزی در یک فرد مبتلا به صرع تشنجی غایب با ثبت وسط شکل ۶۰-۶ نشان داده شده است که با الگوی سنبله و گنبدی مشخص می‌شود. سنبله و گنبد را می‌توان روی بیشتر یا تمام قشر مغز ثبت کرد، که نشان می‌دهد تشنج بیشتر یا بیشتر سیستم فعال کننده تالاموکورتیکال مغز را درگیر می‌کند. در واقع، مطالعات حیوانی نشان می‌دهد که از نوسان (۱) نورون‌های شبکه‌ای مهاری تالاموس (که نورون‌های بازدارنده گاما آمینو بوتیریک اسید [GABA] هستند) و (۲) نورون‌های تالاموکورتیکال و کورتیکوتالاموس تحریک‌کننده ناشی می‌شود.

Treatment of Epilepsy

Most of the currently available drugs used to treat epilepsy appear to block the initiation or spread of seizures, although the precise mode of action for some drugs is un- known or may involve multiple actions. Some of the major effects of various antiepileptic drugs include the following: (1) blockade of voltage-dependent sodium channels (e.g., carbamazepine and phenytoin); (2) altered calcium cur- rents (e.g., ethosuximide); (3) an increase in GABA activity (e.g., phenobarbital and benzodiazepines); (4) inhibition of receptors for glutamate, the most prevalent excitatory neurotransmitter (e.g., perampanel); and (5) multiple mechanisms of action (e.g., valproate and topiramate, which block voltage-dependent sodium channels and increase GABA levels in the brain). The choice of antiepileptic drug recommended by current guidelines depends on the type of seizure, the age of the patient, and other factors, but correction of the underlying cause of the seizures is the best option when possible.

درمان صرع

اکثر داروهای موجود در حال حاضر که برای درمان صرع استفاده می‌شوند، به نظر می‌رسد شروع یا گسترش تشنج را مسدود می‌کنند، اگرچه نحوه دقیق عمل برخی از داروها ناشناخته است یا ممکن است شامل چندین عمل باشد. برخی از اثرات عمده داروهای ضد صرع مختلف شامل موارد زیر است: (۱) مسدود کردن کانال‌های سدیم وابسته به ولتاژ (مانند کاربامازپین و فنی توئین). (۲) جریان کلسیم تغییر یافته (به عنوان مثال، اتوسوکسیماید). (۳) افزایش فعالیت GABA (به عنوان مثال، فنوباربیتال و بنزودیازپین‌ها)؛ (۴) مهار گیرنده‌های گلوتامات، شایع ترین انتقال دهنده عصبی تحریکی (به عنوان مثال، پرامپانل). و (۵) مکانیسم‌های چندگانه عمل (به عنوان مثال، والپروات و توپیرامات، که کانال‌های سدیم وابسته به ولتاژ را مسدود می‌کنند و سطح GABA را در مغز افزایش می‌دهند). انتخاب داروی ضد صرع توصیه شده توسط دستورالعمل‌های فعلی به نوع تشنج، سن بیمار و عوامل دیگر بستگی دارد، اما اصلاح علت زمینه ای تشنج بهترین گزینه در صورت امکان است.

Epilepsy can usually be controlled with appropriate medications. However, when the epilepsy is medically in- tractable and does not respond to treatments, the EEG can sometimes be used to localize abnormal spiking waves originating in areas of organic brain disease that predispose to focal epileptic attacks. Once such a focal point is found, surgical excision of the focus frequently prevents future attacks.

صرع را معمولاً می‌توان با داروهای مناسب کنترل کرد. با این حال، زمانی که صرع از نظر پزشکی غیرقابل درمان است و به درمان‌ها پاسخ نمی‌دهد، گاهی اوقات می‌توان از EEG برای تعیین موضعی امواج غیرطبیعی که از ناحیه‌های بیماری ارگانیک مغز منشأ می‌گیرند استفاده کرد که مستعد حملات صرع کانونی هستند. هنگامی‌که چنین نقطه کانونی یافت می‌شود، برداشتن فوکوس با جراحی اغلب از حملات بعدی جلوگیری می‌کند.

Roles of Specific Neurotransmitter Systems in Brain Disorders

Clinical studies of patients with different psychoses or different types of dementia have suggested that many of these conditions result from diminished function of neurons that secrete a specific neurotransmitter. Use of appropriate drugs to counteract loss of the respective neurotransmitter has been successful in treating some patients.

نقش سیستم‌های انتقال دهنده عصبی خاص در اختلالات مغزی

مطالعات بالینی بر روی بیماران مبتلا به روان پریشی‌های مختلف یا انواع مختلف زوال عقل نشان داده است که بسیاری از این شرایط ناشی از کاهش عملکرد نورون‌هایی است که یک انتقال دهنده عصبی خاص ترشح می‌کنند. استفاده از داروهای مناسب برای مقابله با از دست دادن انتقال دهنده عصبی مربوطه در درمان برخی از بیماران موفق بوده است.

In Chapter 57, we discussed the cause of Parkinson’s disease, which results from loss of neurons in the substantia nigra, whose nerve endings secrete dopamine in the caudate nucleus and putamen. Also in Chapter 57, we pointed out that in Huntington’s disease, loss of GABA-secreting neurons and acetylcholine-secreting neurons is associated with specific abnormal motor patterns plus dementia occurring in the same patient.

در فصل ۵۷، علت بیماری پارکینسون را مورد بحث قرار دادیم، که ناشی از از دست دادن نورون‌های جسم سیاه است که انتهای عصبی آن دوپامین را در هسته دمی‌و پوتامن ترشح می‌کند. همچنین در فصل ۵۷، اشاره کردیم که در بیماری‌هانتینگتون، از دست دادن نورون‌های ترشح کننده گابا و نورون‌های ترشح کننده استیل کولین با الگوهای حرکتی غیرطبیعی خاص همراه با زوال عقلی است که در همان بیمار رخ می‌دهد.

Depression and Manic-Depressive Psychoses- Decreased Activity of the Norepinephrine and Serotonin Neurotransmitter Systems

Evidence has accumulated suggesting that mental depression psychosis, which occurs in more than 8 million people in the United States, might be caused by diminished formation in the brain of norepinephrine or serotonin, or both. (New evidence has implicated still other neurotransmitters.) Depressed patients experience symptoms of grief, unhappiness, despair, and misery. In addition, they often lose their appetite and sex drive and have severe insomnia. Often associated with these symptoms is a state of psycho- motor agitation despite the depression.

افسردگی و روان‌های شیدایی- افسردگی- کاهش فعالیت سیستم‌های انتقال دهنده عصبی نوراپی نفرین و سروتونین

شواهدی جمع آوری شده است که نشان می‌دهد روان پریشی افسردگی روانی، که در بیش از ۸ میلیون نفر در ایالات متحده رخ می‌دهد، ممکن است ناشی از کاهش تشکیل نوراپی نفرین یا سروتونین یا هر دو در مغز باشد. (شواهد جدید هنوز سایر انتقال دهنده‌های عصبی را درگیر کرده است.) بیماران افسرده علائم غم و اندوه، ناراحتی، ناامیدی و بدبختی را تجربه می‌کنند. علاوه بر این، اغلب اشتها و میل جنسی خود را از دست می‌دهند و دچار بی خوابی شدید می‌شوند. اغلب با این علائم همراه با حالتی از تحریک روانی حرکتی علیرغم افسردگی است.

Moderate numbers of norepinephrine-secreting neurons are located in the brain stem, especially in the locus ceruleus. These neurons send fibers upward to most parts of the brain limbic system, thalamus, and cerebral cortex. Also, many serotonin-producing neurons located in the midline raphe nuclei of the lower pons and medulla send fibers to many areas of the limbic system and to some other areas of the brain.

تعداد متوسطی از نورون‌های ترشح کننده نوراپی نفرین در ساقه مغز به خصوص در لوکوس سرولئوس قرار دارند. این نورون‌ها فیبرها را به سمت بالا به بیشتر قسمت‌های سیستم لیمبیک مغز، تالاموس و قشر مغز می‌فرستند. همچنین، بسیاری از نورون‌های تولیدکننده سروتونین که در هسته‌های رافه خط میانی پلک پایین و بصل النخاع قرار دارند، الیاف را به بسیاری از نواحی سیستم لیمبیک و برخی از نواحی دیگر مغز می‌فرستند.

A principal reason for believing that depression might be caused by diminished activity of norepinephrine- and serotonin-secreting neurons is that drugs that block secretion of norepinephrine and serotonin, such as reserpine, frequently cause depression. Conversely, about 70% of depressive patients can be treated effectively with drugs that increase the excitatory effects of norepinephrine and serotonin at the nerve endings, for example, as follows: (1) monoamine oxidase inhibitors, which block destruction of norepinephrine and serotonin once they are formed, and (2) tricyclic antidepressants, such as imipramine and amitriptyline, which block reuptake of norepinephrine and serotonin by nerve endings so that these transmitters remain active for longer periods after secretion.

دلیل اصلی برای این باور که افسردگی ممکن است به دلیل کاهش فعالیت نورون‌های ترشح کننده نوراپی نفرین و سروتونین ایجاد شود این است که داروهایی که ترشح نوراپی نفرین و سروتونین را مسدود می‌کنند، مانند رزرپین، اغلب باعث افسردگی می‌شوند. برعکس، حدود ۷۰ درصد از بیماران افسردگی را می‌توان به طور موثر با داروهایی که اثرات تحریکی نوراپی نفرین و سروتونین را در انتهای عصب افزایش می‌دهد، درمان کرد، به عنوان مثال، به شرح زیر: (۱) مهارکننده‌های مونوآمین اکسیداز، که از تخریب نوراپی نفرین و سروتونین پس از تشکیل آنها جلوگیری می‌کنند، و (۲) داروهای ضد افسردگی مانند تری سیکلیک‌ها، آمی‌تریپتیلین، که بازجذب نوراپی نفرین و سروتونین توسط پایانه‌های عصبی را مسدود می‌کند به طوری که این فرستنده‌ها برای مدت طولانی پس از ترشح فعال باقی می‌مانند.

Some patients with mental depression alternate be- tween depression and mania, which is called either bipolar disorder or manic-depressive psychosis, and fewer patients exhibit only mania without the depressive episodes. Drugs that diminish the formation or action of norepinephrine and serotonin, such as lithium compounds, can be effective in treating the manic phase of the condition.

برخی از بیماران مبتلا به افسردگی روانی بین افسردگی و شیدایی که به آن اختلال دوقطبی یا روان پریشی شیدایی می‌گویند، متناوب می‌شوند و تعداد کمتری از بیماران تنها شیدایی را بدون دوره‌های افسردگی نشان می‌دهند. داروهایی که تشکیل یا اثر نوراپی نفرین و سروتونین را کاهش می‌دهند، مانند ترکیبات لیتیوم، می‌توانند در درمان فاز شیدایی این بیماری موثر باشند.

It is presumed that the norepinephrine and serotonin systems normally provide drive to the limbic areas of the brain to increase a person’s sense of well-being and to create happiness, contentment, good appetite, appropriate sex drive, and psychomotor balance-although too much of a good thing can cause mania. In support of this concept is the fact that pleasure and reward centers of the hypothalamus and surrounding areas receive large numbers of nerve endings from the norepinephrine and serotonin systems.

فرض بر این است که سیستم‌های نوراپی نفرین و سروتونین به طور معمول به نواحی لیمبیک مغز برای افزایش حس خوب و شادی، رضایت، اشتهای خوب، میل جنسی مناسب و تعادل روانی-حرکتی محرکی می‌دهند – اگرچه استفاده زیاد از یک چیز خوب می‌تواند باعث شیدایی شود. در تأیید این مفهوم این واقعیت است که مراکز لذت و پاداش هیپوتالاموس و مناطق اطراف آن تعداد زیادی پایانه عصبی را از سیستم‌های نوراپی نفرین و سروتونین دریافت می‌کنند.

Schizophrenia Possible Exaggerated Function of Part of the Dopamine System

Schizophrenia comes in many varieties. One of the most common types is seen in the person who hears voices and has delusions, intense fear, or other types of feelings that are unreal. Many schizophrenics are highly paranoid, with a sense of persecution from outside sources. They may develop incoherent speech, dissociation of ideas, and abnormal sequences of thought, and they are often withdrawn, sometimes with abnormal posture and even rigidity.

اسکیزوفرنی عملکرد اغراق آمیز احتمالی بخشی از سیستم دوپامین

اسکیزوفرنی انواع مختلفی دارد. یکی از رایج‌ترین انواع آن در افرادی دیده می‌شود که صداها را می‌شنود و دچار توهم، ترس شدید یا انواع دیگر احساسات غیر واقعی است. بسیاری از بیماران اسکیزوفرنی به شدت پارانوئید هستند، با احساس آزار و اذیت از منابع بیرونی. آنها ممکن است گفتار نامنسجم، تفکیک ایده‌ها و توالی‌های غیرعادی فکری داشته باشند و اغلب کناره گیری می‌شوند، گاهی اوقات با وضعیت غیر طبیعی و حتی سفتی.

There are reasons to believe that schizophrenia results from one or more of three possibilities: (1) multiple areas in the cerebral cortex prefrontal lobes in which neural signals have become blocked or where processing of the signals be- comes dysfunctional because many synapses normally excited by the neurotransmitter glutamate lose their responsive- ness to this transmitter; (2) excessive excitement of a group of neurons that secrete dopamine in the behavioral centers of the brain, including in the frontal lobes; and/or (3) abnormal function of a crucial part of the brain’s limbic behavioral control system centered around the hippocampus.

دلایلی وجود دارد که باور کنیم اسکیزوفرنی ناشی از یک یا چند مورد از سه احتمال است: (۱) نواحی متعدد در لوب‌های جلوی مغز قشر مغز که در آن سیگنال‌های عصبی مسدود شده‌اند یا جایی که پردازش سیگنال‌ها ناکارآمد می‌شود، زیرا بسیاری از سیناپس‌ها معمولاً توسط ناقل عصبی برانگیخته می‌شوند. (۲) برانگیختگی بیش از حد گروهی از نورون‌ها که دوپامین را در مراکز رفتاری مغز از جمله در لوب‌های فرونتال ترشح می‌کنند. و/یا (۳) عملکرد غیر طبیعی بخش مهمی‌از سیستم کنترل رفتار لیمبیک مغز که در اطراف هیپوکامپ متمرکز است.

The reason for believing that the prefrontal lobes are in- volved in schizophrenia is that a schizophrenic-like pattern of mental activity can be induced in monkeys by making multiple minute lesions in widespread areas of the prefrontal lobes.

دلیل این باور که لوب‌های پره پیشانی در اسکیزوفرنی دخیل هستند این است که یک الگوی فعالیت ذهنی شبیه اسکیزوفرنی را می‌توان در میمون‌ها با ایجاد ضایعات چند دقیقه ای در نواحی گسترده لوب‌های جلوی پیشانی القا کرد.

Dopamine has been implicated in schizophrenia be- cause schizophrenic-like symptoms develop in many patients with Parkinson’s disease when they are treated with the drug called L-dopa. This drug releases dopamine in the brain, which is advantageous for treating Parkinson’s dis- ease, but at the same time it depresses various portions of the prefrontal lobes and other related areas.

دوپامین در اسکیزوفرنی نقش دارد زیرا در بسیاری از بیماران مبتلا به پارکینسون علائمی‌شبیه اسکیزوفرنی ایجاد می‌شود که با دارویی به نام L-dopa درمان می‌شوند. این دارو دوپامین را در مغز آزاد می‌کند که برای درمان بیماری پارکینسون مفید است، اما در عین حال بخش‌های مختلف لوب جلوی پیشانی و سایر نواحی مرتبط را تحت فشار قرار می‌دهد.

It has been suggested that in persons with schizophrenia, excess dopamine is secreted by a group of dopamine- secreting neurons whose cell bodies lie in the ventral teg- mentum of the mesencephalon, medial and superior to the substantia nigra. These neurons give rise to the so-called mesolimbic dopaminergic system that projects nerve fibers and dopamine secretion into the medial and anterior portions of the limbic system, especially into the hippocampus, amygdala, anterior caudate nucleus, and portions of the prefrontal lobes. All these areas are powerful behavioral control centers.

پیشنهاد شده است که در افراد مبتلا به اسکیزوفرنی، دوپامین اضافی توسط گروهی از نورون‌های ترشح‌کننده دوپامین ترشح می‌شود که بدن‌های سلولی آن‌ها در تگمانتوم شکمی‌مزانسفالون، میانی و بالاتر از جسم سیاه قرار دارند. این نورون‌ها سیستم دوپامینرژیک مزولیمبیک را ایجاد می‌کنند که رشته‌های عصبی و ترشح دوپامین را به بخش‌های داخلی و قدامی‌سیستم لیمبیک، به‌ویژه به هیپوکامپ، آمیگدال، هسته دمی‌قدامی‌و بخش‌هایی از لوب‌های پیش‌پیشانی پخش می‌کند. همه این مناطق مراکز کنترل رفتار قدرتمندی هستند.

An even more compelling reason for believing that schizophrenia might be caused by excess production of dopamine is that many drugs that are effective in treating schizophrenia, such as chlorpromazine, haloperidol, and thiothixene, all either decrease secretion of dopamine at dopaminergic nerve endings or decrease the effect of dopamine on neurons.

دلیل قانع‌کننده‌تر برای این باور که اسکیزوفرنی ممکن است ناشی از تولید بیش از حد دوپامین باشد، این است که بسیاری از داروهای مؤثر در درمان اسکیزوفرنی، مانند کلرپرومازین،‌هالوپریدول و تیوتیکسن، همگی ترشح دوپامین را در انتهای عصب‌های دوپامینرژیک کاهش می‌دهند یا اثر دوپامین بر نورون‌ها را کاهش می‌دهند.

Finally, possible involvement of the hippocampus in schizophrenia was discovered when it was learned that in persons with schizophrenia, the hippocampus is often reduced in size, especially in the dominant hemisphere.

در نهایت، درگیری احتمالی هیپوکامپ در اسکیزوفرنی زمانی کشف شد که معلوم شد در افراد مبتلا به اسکیزوفرنی، هیپوکامپ اغلب از نظر اندازه کاهش می‌یابد، به خصوص در نیمکره غالب.

Alzheimer’s Disease-Amyloid Plaques and Depressed Memory

Alzheimer’s disease is defined as premature aging of the brain, usually beginning in mid adult life and progressing rapidly to extreme loss of mental powers-similar to that seen in very old age. The clinical features of Alzheimer’s disease include (1) an amnesic type of memory impairment, (2) deterioration of language, and (3) visuospatial deficits. Motor and sensory abnormalities, gait disturbances, and seizures are uncommon until the late phases of the disease. One consistent finding in Alzheimer’s disease is loss of neurons in the part of the limbic pathway that drives the memory process. Loss of this memory function is devastating.

بیماری آلزایمر- پلاک‌های آمیلوئید و حافظه افسرده

بیماری آلزایمر به عنوان پیری زودرس مغز تعریف می‌شود که معمولاً در اواسط زندگی بزرگسالی شروع می‌شود و به سرعت تا از دست دادن شدید قوای ذهنی پیشرفت می‌کند – مشابه آنچه در سنین بسیار بالا دیده می‌شود. ویژگی‌های بالینی بیماری آلزایمر شامل (۱) نوعی اختلال حافظه فراموشی، (۲) زوال زبان، و (۳) نقص بینایی فضایی است. ناهنجاری‌های حرکتی و حسی، اختلالات راه رفتن و تشنج تا مراحل پایانی بیماری ناشایع هستند. یکی از یافته‌های ثابت در بیماری آلزایمر از دست دادن نورون‌ها در بخشی از مسیر لیمبیک است که فرآیند حافظه را هدایت می‌کند. از دست دادن این عملکرد حافظه ویرانگر است.

Alzheimer’s disease is a progressive and fatal neuro- degenerative disorder that results in impairment of the person’s ability to perform activities of daily living, as well as a variety of neuropsychiatric symptoms and behavioral disturbances in the later stages of the disease. Patients with Alzheimer’s disease usually require continuous care within a few years after the disease begins.

بیماری آلزایمر یک اختلال عصبی پیشرونده و کشنده است که منجر به اختلال در توانایی فرد در انجام فعالیت‌های روزمره زندگی و همچنین انواع علائم عصبی روانی و اختلالات رفتاری در مراحل بعدی بیماری می‌شود. بیماران مبتلا به آلزایمر معمولاً طی چند سال پس از شروع بیماری نیاز به مراقبت مداوم دارند.

Alzheimer’s disease is a common form of dementia in elderly persons; more than 5.5 million people in the United States are estimated to be afflicted by this disorder. About two-thirds of Americans with Alzheimer’s disease are women. The percentage of persons with Alzheimer’s disease approximately doubles with every 5 years beyond age 65, with about 30% of 85-year-olds having the disease.

بیماری آلزایمر یک شکل شایع از زوال عقل در افراد مسن است. تخمین زده می‌شود که بیش از ۵.۵ میلیون نفر در ایالات متحده به این اختلال مبتلا هستند. حدود دو سوم آمریکایی‌های مبتلا به آلزایمر زن هستند. درصد افراد مبتلا به آلزایمر با گذشت هر ۵ سال از سن ۶۵ سالگی تقریباً دو برابر می‌شود و حدود ۳۰ درصد از افراد ۸۵ ساله به این بیماری مبتلا هستند.

Alzheimer’s Disease Is Associated With Accumulation of Brain Beta-Amyloid Peptide. Pathologically, one finds increased amounts of beta-amyloid peptide in the brains of patients with Alzheimer’s disease. The peptide accumulates in amyloid plaques, which range in diameter from 10 micrometers to several hundred micrometers and are found in widespread areas of the brain, including in the cerebral cortex, hippocampus, basal ganglia, thalamus, and even the cerebellum. Thus, Alzheimer’s disease appears to be a metabolic degenerative disease.

بیماری آلزایمر با تجمع پپتید بتا آمیلوئید مغز مرتبط است. از نظر آسیب شناسی، میزان افزایش پپتید بتا آمیلوئید در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر مشاهده می‌شود. این پپتید در پلاک‌های آمیلوئیدی تجمع می‌یابد که قطر آنها از ۱۰ میکرومتر تا چند صد میکرومتر است و در نواحی گسترده‌ای از مغز، از جمله در قشر مغز، هیپوکامپ، عقده‌های پایه، تالاموس و حتی مخچه یافت می‌شود. بنابراین به نظر می‌رسد که بیماری آلزایمر یک بیماری دژنراتیو متابولیک است.

A key role for excess accumulation of beta-amyloid pep- tide in the pathogenesis of Alzheimer’s disease is suggested by the following observations: (1) all currently known mutations associated with Alzheimer’s disease increase the production of beta-amyloid peptide; (2) patients with trisomy 21 (Down syndrome) have three copies of the gene for amyloid precursor protein and develop neurological characteristics of Alzheimer’s disease by midlife; (3) patients who have abnormality of a gene that controls apolipoprotein E, a blood protein that transports cholesterol to the tissues, have accelerated deposition of amyloid and greatly increased risk for Alzheimer’s dis- ease; (4) transgenic mice that overproduce the human amyloid precursor protein have learning and memory deficits in as- sociation with the accumulation of amyloid plaques; and (5) generation of anti-amyloid antibodies in humans with Alzheimer’s disease appears to attenuate the disease process.

یک نقش کلیدی برای تجمع بیش از حد پپتید بتا آمیلوئید در پاتوژنز بیماری آلزایمر توسط مشاهدات زیر پیشنهاد می‌شود: (۱) تمام جهش‌های شناخته شده در حال حاضر مرتبط با بیماری آلزایمر باعث افزایش تولید پپتید بتا آمیلوئید می‌شوند. (۲) بیماران مبتلا به تریزومی‌۲۱ (سندرم داون) دارای سه نسخه از ژن پروتئین پیش ساز آمیلوئید هستند و ویژگی‌های عصبی بیماری آلزایمر را در میانسالی ایجاد می‌کنند. (۳) بیمارانی که دارای ناهنجاری ژنی هستند که آپولیپوپروتئین E را کنترل می‌کند، پروتئین خونی که کلسترول را به بافت‌ها منتقل می‌کند، رسوب آمیلوئید را تسریع کرده و خطر ابتلا به بیماری آلزایمر را به شدت افزایش می‌دهد. (۴) موش‌های تراریخته که پروتئین پیش‌ساز آمیلوئید انسانی را بیش از حد تولید می‌کنند، در ارتباط با تجمع پلاک‌های آمیلوئید دچار نقص‌های یادگیری و حافظه هستند. و (۵) به نظر می‌رسد تولید آنتی بادی‌های ضد آمیلوئید در انسان‌های مبتلا به بیماری آلزایمر روند بیماری را کاهش می‌دهد.

Vascular Disorders May Contribute to Progression of Alzheimer’s Disease. There is also accumulating evidence that cerebrovascular disease caused by hypertension and atherosclerosis may play a key role in dementia associated with Alzheimer’s disease. Cerebrovascular disease is the second most common cause of acquired cognitive impair- ment and dementia and likely contributes to cognitive de- cline in persons with Alzheimer’s disease. In fact, many of the common risk factors for cerebrovascular disease, such as hypertension, diabetes, and hyperlipidemia, are also recognized to greatly increase the risk for developing dementia and progression of Alzheimer’s disease. About 10% to 20% of brains from individuals with dementia show evidence of vascular dementia alone. In older individuals with Alzheimer’s disease, vascular disease is common with about 50% of patients having pathologic evidence of “silent strokes”-small brain infarcts that cause no readily apparent symptoms but could contribute to cognitive impairment.

اختلالات عروقی ممکن است به پیشرفت بیماری آلزایمر کمک کند. همچنین شواهد زیادی وجود دارد که بیماری عروق مغزی ناشی از فشار خون بالا و آترواسکلروز ممکن است نقش کلیدی در زوال عقل مرتبط با بیماری آلزایمر داشته باشد. بیماری عروق مغزی دومین علت شایع اختلالات شناختی اکتسابی و زوال عقل است و احتمالاً به زوال شناختی در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر کمک می‌کند. در واقع، بسیاری از عوامل خطر رایج بیماری عروق مغزی، مانند فشار خون بالا، دیابت، و چربی خون بالا نیز شناخته شده اند که خطر ابتلا به زوال عقل و پیشرفت بیماری آلزایمر را افزایش می‌دهند. حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد از مغزهای افراد مبتلا به زوال عقل شواهدی از زوال عقل عروقی به تنهایی نشان می‌دهد. در افراد مسن مبتلا به بیماری آلزایمر، بیماری عروقی شایع است و حدود ۵۰٪ از بیماران دارای شواهد پاتولوژیک “سکته‌های مغزی خاموش” هستند – انفارکتوس‌های کوچک مغزی که علائم آشکاری ایجاد نمی‌کنند، اما می‌توانند به اختلال شناختی کمک کنند.

Bibliography

کتابشناسی

Anafi RC, Kayser MS, Raizen DM: Exploring phylogeny to find the function of sleep. Nat Rev Neurosci 20:109, 2019.

Arrigoni E, Chee MJS, Fuller PM: To eat or to sleep: That is a lateral hypothalamic question. Neuropharmacology 154:34, 2019.

Besedovsky L, Lange T, Haack M: The sleep-immune crosstalk in health and disease. Physiol Rev 99:1325, 2019.

Butterfield DA, Halliwell B: Oxidative stress, dysfunctional glucose me- tabolism and Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci 20:148, 2019.

Buysse DJ: Insomnia. JAMA 309:706, 2013. Geis C, Planagumà J, Carreño M, et al: Autoimmune seizures and epilepsy. J Clin Invest 129:926, 2019.

Henstridge CM, Hyman BT, Spires-Jones TL: Beyond the neuron- cellular interactions early in Alzheimer disease pathogenesis. Nat Rev Neurosci 20:94, 2019.

ladecola C, Duering M, Hachinski V et al: Vascular cognitive impair- ment and dementia: JACC Scientific Expert Panel. J Am Coll Cardiol 73:3326, 2019.

ladecola C, Gottesman RF: Neurovascular and cognitive dysfunction in hypertension. Circ Res 124:1025, 2019.

Irwin MR: Sleep and inflammation: partners in sickness and in health. Nat Rev Immunol 2019 Jul 9. doi: 10.1038/s41577-019-0190-z

Kisler K, Nelson AR, Montagne A, Zlokovic BV: Cerebral blood flow regulation and neurovascular dysfunction in Alzheimer disease. Nat Rev Neurosci 18:419, 2017.

Koch C, Massimini M, Boly M, Tononi G: Neural correlates of con- sciousness: progress and problems. Nat Rev Neurosci 17:307, 2016.

Krause AJ, Simon EB, Mander BA, et al: The sleep-deprived human brain. Nat Rev Neurosci 18:404, 2017.

Lieberman JA, First MB: Psychotic disorders. N Engl J Med 379:270, 2018.

Mahoney CE, Cogswell A, Koralnik UJ, Scammell TE: The neurobiologi- cal basis of narcolepsy. Nat Rev Neurosci 20:83, 2019.

McCutcheon RA, Abi-Dargham A, Howes OD: Schizophrenia, dopa- mine and the striatum: from biology to symptoms. Trends Neurosci 42:205, 2019.

Patel DC, Tewari BP, Chaunsali L, Sontheimer H: Neuron-glia interactions in the pathophysiology of epilepsy. Nat Rev Neurosci 20:282, 2019.

Poe GR: Sleep is for forgetting: J Neurosci 37:464, 2017. Rasch B, Born J: About sleep’s role in memory. Physiol Rev 93:681, 2013.

Sara SJ: Sleep to remember. J Neurosci 37:457, 2017.
Sweeney MD, Kisler K, Montagne A et al: The role of brain vascula- ture in neurodegenerative disorders. Nat Neurosci 21:1318, 2018.

Thijs RD, Surges R, O’Brien TJ, Sander JW: Epilepsy in adults. Lancet 393:689, 2019.

Tononi G, Cirelli C: Sleep and synaptic down-selection. Eur J Neurosci 2019 Jan 5. http://www.doi.org/10.1111/ejn.14335

همه ما از بسیاری از حالات مختلف فعالیت مغز، از جمله خواب، بیداری، هیجان شدید و حتی سطوح مختلف خلق و خوی مانند هیجان، افسردگی و ترس آگاه هستیم. همه این حالات ناشی از نیروهای فعال یا بازدارنده متفاوتی است که معمولاً در خود مغز ایجاد می‌شود. در فصل ۵۸، زمانی که سیستم‌های مختلفی را توضیح دادیم که قادر به فعال کردن بخش‌های بزرگی از مغز هستند، بحثی جزئی در مورد این موضوع آغاز کردیم. در این فصل، بررسی‌های مختصری از وضعیت‌های خاص فعالیت مغز، که با خواب آغاز می‌شود، ارائه می‌کنیم.