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睡眠是人类和动物生命中高度保守的一项生理功能,在生命早期发挥着促进大脑发育的重要作用。大脑皮质神经元的自发放电可在大脑皮质或头皮表面记录到,它是一个反映大脑总体活动的脑电信号,通过端脑皮质脑电图（electrocorticogram,ECo G）结合肌电图（electromyography,EMG）等特征性变化,可将成年动物脑功能状态分为觉醒（wake）、快动眼（rapid eye movement sleep,REM）和非快动眼（non-REM,NREM）睡眠三个时相。大鼠属哺乳类脑晚成熟动物,出生后一周的皮质成熟度被认为与人类足月出生前一月的成熟度相当,所以被作为研究睡眠发育最多的动物模型。但我们前期研究发现出生后（postnatal days,P）11-12天（P11-P12）之前,可能由于脑发育（特别是大脑皮质发育）还不成熟,导致ECo G并不典型,难于用成年脑电标准去解读大脑真实状态和进行睡眠分期,因此本研究的科学问题是寻找传统ECo G以外的脑区记录并准确解析＜P12幼鼠睡眠觉醒时相发育,明确睡眠觉醒发育与大脑发育的关系。有研究表明成年大鼠皮质下核团和脑区在特定睡眠状态可以出现特征性波,如REM睡眠期海马CA1区（field CA1 of the hippocampus,CA1）的theta（4-8.5 Hz）波,丘脑背外侧膝状核（dorsal lateral geniculate nucleus,DLG）和脑桥的PGO样波（ponto-geniculo-occipital like,PGO-like）;与NREM期相关的梨状皮质（piriform cortex,Pir）慢波（0.5-4 Hz）;与觉醒相关的蓝斑（locus coeruleus,LC）高频电活动,为此本研究拟发现成年大鼠皮质下核团和脑区在睡眠觉醒各时相电活动规律,寻找在各时相最具参考的电活动。建立P7-P13幼鼠脑立体定位脑图谱为幼鼠皮质下核团和脑区记录提供参数,解析P7-P12幼鼠的睡眠发育。再则,运用神经组织染色技术解析P7-P12与睡眠觉醒相关脑区的对应发育变化。目的:揭示P7-P12幼鼠睡眠与脑发育的规律,找到睡眠与脑发育的对应关系。方法:（1）采用脑电记录系统采集成年大鼠深脑核团和脑区Pir、CA1、DLG、LC的局部场电位（local field potential,LFP）并对其波形、能谱等特异性表征进行分析,与ECo G相比较,发现可协同ECo G综合判定睡眠觉醒时相的新标准,解决＜P12幼鼠难于仅依靠ECo G解析睡眠觉醒时相。（2）为了准确记录到幼鼠深脑核团和脑区的LFP,以及幼鼠脑研究需要,应用尼氏染色制作P7-P13日龄脑图谱,标注常见核团和大脑结构,确定各层面的立体定位坐标,并利用Di I染色和免疫组织化学技术对坐标进行验证,提供P7至P13每一日龄各脑区和核团的立体定位的各项参数。（3）综合深脑核团和脑区的LFP、ECo G、EMG、幼鼠特殊的肌肉阵挛性抽动（twitch）、眼肌电图（electromyography,EOG）、活动行为等指标,判定P7-P12幼鼠睡眠觉醒时相,分析随着日龄发育的规律。（4）利用高尔基染色对发育关键日龄P0、P5、P7、P9、P12、P14、P18、P30幼鼠的皮质锥体神经元和海马CA1区锥体神经元的形态结构进行测量、计算和统计分析,阐释P7-P12幼鼠睡眠与脑发育的关系。结果:（1）成年大鼠的海马CA1在REM期所记录到theta（4-8.5 Hz）波与ECo G在REM睡眠期具有很好的同步性,借助CA1 LFP判定方法的准确率平均为:94.06%±2.80%,CA1记录的theta波能准确的反映REM睡眠,可用于幼年大鼠判定早期无法依靠ECo G判定的REM睡眠。（2）成功制作从嗅球到脑干末端相互间隔0.5 mm共计530冠状层面（张）图像的P7-P13幼鼠脑立体定位图谱,提供了各重要核团在各日龄的前囟前后（anteroposterior,AP）、中线内外侧（mediolateral,ML）、脑表面下（dorsal and ventral,DV）距离等立体定位坐标参数,为核团和脑区电极植入和操控提供了参考依据,弥补目前无完整P7-P13幼鼠脑立体定位图谱的缺陷。（3）P7幼鼠REM睡眠期海马CA1清晰记录到theta波,将幼鼠睡眠识别日龄提前到P7,结合ECo G、EOG、EMG、twitch和活动行为,客观区分P7-P12的幼鼠的Wake、NREM和REM睡眠时相,发现发育规律为:随着日龄的增长,REM睡眠比率由P7的83.24±1.2%下降到P12的43.12±1.62%,NREM睡眠比率由P7的0%增加到P12的23.27±1.54%,Wake比率从P7的16.76±1.22%逐渐增加到P12的33.60±1.73%（P＜0.001）,虽P8-P12每日增幅无显著差异（P＞0.05）。P7时REM睡眠高比率源于REM睡眠片段平均持续时间50.43s±5.24 s显著高于其他日龄,P8-P12的REM睡眠持续时间无显著差异（32-35s左右）,但REM睡眠片段每小时发生数由P8的75.97±4.52下降到P12的43.94±1.94（P＜0.01）。P7-P8幼鼠记录不到NREM睡眠典型的慢波,P9-P12随ECo G慢波活动增加而表现为NREM睡眠逐渐增加,NREM睡眠片段每小时发生数由P9的19.42±2.61逐渐增加到P12的30.88±2.39（P＜0.001）,NREM睡眠片段平均持续时间由P9的10.69 s±1.18 s逐渐增加到P12的28.62 s±3.45 s（P＜0.05）。Wake片段的平均持续时间由P8的14.32 s±1.65 s逐渐增加到P12的21.32 s±1.42 s（P＜0.01）,虽片段发生数随日龄减少（75.82±4.54 vs.58.56±3.10,P＞0.05）。觉醒和NREM睡眠都变得连续,小片段觉醒和不连续的NREM睡眠明显减少。另外,在REM睡眠时,P7海马CA1的theta（4-8.5Hz）波由不连续,到P10变得连续,P9开始记录到NREM睡眠的慢波（0.5-4Hz）,P11幼鼠的慢波开始变得连续。（4）P0-P30的皮质锥体神经元树突总长度由P0的126.94μm±5.77μm显著增加到P30的1885.34μm±51.30μm（P＜0.001）,分支数由P0的3.08±0.22显著增加到P30的32.03±1.19（P＜0.001）,但P12-P18期间总分支数、顶树突和基树突分支数增长相对稳定无统计学差异（P＞0.05）。P0-P30的海马CA1锥体神经元树突总长度由P0的214.29μm±10.19μm显著增加到P30的2667.58μm±95.90μm（P＜0.001）,总分支数由P0的6.16±0.34显著增加到P30的40.94±1.08（P＜0.001）,但P9-P14期间基树突长度、总分支数、基树突和顶树突的分支数之间无显著变化（P＞0.05）。结论:日龄P7幼年大鼠海马CA1可记录REM睡眠期清晰的theta波,结合ECo G、EOG、EMG、twitch和活动行为揭示从P7到P12阶段的幼鼠REM睡眠的比率随日龄的增加逐渐减少,而NREM睡眠和觉醒比率增加。REM睡眠期CA1记录的theta波由P7不连续到P10变为连续,NREM睡眠期的慢波出现于P9,到P11-P12开始连续。海马CA1的theta波由不连续到连续的转换可能与P7 CA1锥体神经元开始发育,P9时CA1锥体神经元逐渐发育成熟有关,而连续慢波的出现可能与P12皮质锥体神经元逐渐发育成熟有关。