第二章 文獻探討
第三節 原發性失眠患者睡眠腦波的頻譜分析
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第三節 原發性失眠患者睡眠腦波的頻譜分析
如前一節所述，探討失眠患者的過度激發指標有相當多，而睡眠腦波的量化 頻譜分析是最常被研究所使用者之一，特別在於 16～32Hz 的高頻活動，或稱之 為「Beta 波活動」。此乃奠基於過去在正常受試清醒時的腦波研究，因研究發現 高頻率的腦波活動與受試者的知覺處理、專注的注意力、學習或記憶有關(Kaiser
& Lutzenberger, 2005; Perlis, Merica, Smith, & Giles, 2001; Ribary, 2005)。而另外一 個較受注意的腦波活動為 0.4～4Hz 的低頻活動，或稱之為「Delta 波活動」。研 究發現當正常受試者接受睡眠剝奪後，其後的恢復性睡眠會有低頻腦波活動增加 的現象(Dijk & Beersma, 1989; Dijk, et al., 1993)，因而推論 Delta 波活動可能是反 映出睡眠恆定機制（睡眠驅力）的指標之一。
以下茲將整理過去研究中，針對失眠患者從清醒到入睡，以及入睡後不同睡 眠階段的腦波頻譜分析結果。由於人的入睡過程是一個漸進式的連續向度，相對 來說難以精確的切分出入睡前與入睡過程。再者，過去研究探討失眠患者在入睡 過程階段的腦波頻譜分析時，多採用的起始時間為「PSG 關燈開始記錄」連續到
「該研究所定義之入睡時間」為止，並將此段時間作等分區分作為分析單位，而 使得某一區段的資料跨越了個體從清醒到睡著的一段時間內，造成難以清楚區分 該分析時間內結果的因果關係。因此，根據過去文獻(Freedman, 1986; Freedman &
Sattler, 1982)定義，為了較清楚劃分界定，在本文中的入睡前（清醒階段）乃指
「PSG 記錄被判讀仍為清醒，而不涉及已被判讀為睡著的時間」。而入睡過程（包 含睡與醒階段）乃使用文獻(Lamarche & Ogilvie, 1997; Merica, et al., 1998; Staner, et al., 2003)中定義之時間「PSG 記錄關燈後，至 PSG 記錄被判讀為階段二睡眠 之前 5 分鐘的時間」。
一、失眠患者入睡前（清醒階段）的腦波頻譜分析
過去的研究以 PSG 記錄關燈起至進入任何睡眠階段之前的時間，將之定義
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為入睡階段，並透過此一時間內的 PSG 腦波記錄進行全頻率的頻譜分析，發現 失眠患者跟正常睡眠者相比，在進入睡眠階段之前，不僅在高於 Beta 波頻譜的 高頻率腦波活動（>32Hz）有較為提升的情況，並且有較多的 Beta 波與較少的 Alpha 波(Freedman, 1986; Freedman & Sattler, 1982)，顯示失眠患者在入睡前生理 狀態仍較正常睡眠者處於相對較激發的狀態，而可能使得失眠患者較正常睡眠者 有難以入睡的情形產生。
二、失眠患者入睡過程（包含睡與醒階段）中的腦波頻譜分析
Lamarche 與 Ogilvie（1997）是將入睡階段定義為 PSG 記錄關燈到階段二睡 眠的前五分鐘，並將此範圍內的時間均分為四等分。結果顯示失眠患者在入睡階 段的最後一等分時，與正常睡眠者相比有較低的 Delta 波功率的現象。Staner 等 人（2003）則是將入睡階段定義為 PSG 記錄關燈到第一頁被判讀為睡眠階段，
並將此範圍內的時間均分為五等分。結果顯示失眠患者在入睡階段與正常睡眠者 相比，Alpha 波與 Beta 1 波（14.04Hz～21.84Hz）功率有較平緩的降低，且在入 睡階段前 5 分鐘，有較少的 Delta 波活動。雖此部分過去文獻探討不多，但仍顯 示失眠患者在入睡過程中，除了較正常睡眠者有較高的生理激發狀態之外，其亦 較正常睡眠者缺乏睡眠驅力。因而，在臨床上可看到失眠患者較難以入睡之外，
在其好不容易入睡之後，也可能受睡眠驅力缺乏而讓失眠患者較容易醒來，所以 使得失眠患者常會在入睡過程中較易睡睡醒醒，而無法快速進入較穩定之睡眠。
三、失眠患者在 NREM 睡眠階段的腦波頻譜分析
失眠患者在 NREM 睡眠階段的腦波頻譜分析上，過去的研究結果呈現不太 一致，但多數研究仍發現失眠患者較正常睡眠者處於相對高的生理激發狀態。而 在 NREM 睡眠階段的研究又可分成兩大類，一類是依據 PSG 記錄判讀的不同睡 眠階段進行探討，另一類則是將整夜睡眠依據不同睡眠週期來進行探討。所謂「睡 眠週期」乃是指從 NREM 睡眠的四個階段，分別為階段一、二、三、四，直到
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最高的狀態(Perlis, Kehr, et al., 2001)。而在整晚的階段二睡眠時，失眠患者的 Beta 1 波（14.04Hz～21.84Hz）功率雖沒有顯著高於正常睡眠者，但皆可看到失眠患 Delta 波、Theta 波（2.5～7.5Hz）、Sigma 波與 Beta 波的平均絕對功率來加以比 較。結果顯示失眠患者所有低於 Beta 波頻率的功率皆有較低的上升率，並且處 於較低的程度，而 Beta 波功率則是顯著增加。而另一個研究則顯示在第一和第 三個睡眠週期時，失眠患者的 Delta 波功率與 Theta 波功率雖未顯著低於正常睡 眠者，但皆可看到失眠患者有較低的 Delta 波功率與 Theta 波功率。而 Beta 1 波 功率則是在所有四個睡眠週期以及整晚不分睡眠週期時，雖未達統計顯著差異，但都有大於正常睡眠者的趨勢(Bastien, et al., 2003)。
若不以睡眠階段或睡眠週期作為分析方法，而是將所有 NREM 睡眠當作分 析單位一起進行分析探討時，結果顯示在前三個 NREM 睡眠時期，失眠患者有 增加的 Beta 波功率、Gamma 波功率，以及低頻率的腦波功率(Buysse, et al., 2008;
Monti, Alvarino, & Monti, 2000)。至於在整夜的 NREM 睡眠中，則顯示失眠患者 與正常睡眠者相比，有較低的 Delta 波功率，以及較高的 Alpha 波、Sigma 波與 Beta 波(Krystal, et al., 2002; Merica, et al., 1998)。
綜上所述，可看到失眠患者在入睡後的 NREM 睡眠中，高頻率腦波功率一
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致性的較正常睡眠者高，顯示其仍有較多的高頻率腦波活動。而在低頻率腦波功 率上，雖研究結果不太一致，但大致上皆呈現失眠患者有較低的 Delta 波功率，
其反映出失眠患者在入睡後睡眠驅力較弱。然而，在客觀的 PSG 測量上，腦波 仍然顯示失眠患者能進入睡眠狀態，反映出失眠患者雖然部分腦部活動進入睡眠 的運作狀態，但由於其仍處於生理過度激發狀態，對於外界訊息刺激可能也還保 有高度的運作，因而可能使得失眠患者睡的較為淺眠，進而主觀對於其睡眠品質 感受不佳，或是高估其夜間睡眠中醒來的時間。
四、失眠患者在 REM 睡眠階段的腦波頻譜分析
REM 睡眠與 NREM 睡眠在腦波頻譜分析中之所以被分開來探討，乃是因為 REM 睡眠不同於 NREM 睡眠之處在於，REM 睡眠時個體的腦波呈現快速且混 合多頻率的混合波，跟清醒時的腦波相類似，再加上此階段睡眠個體會出現快速 眼動，故稱之為「快速眼動睡眠（REM sleep）」。也因此在 REM 睡眠時，相較 於腦電波，眼電波的訊號遠強於腦電波，便容易因此而對腦電波產生干擾。另外，
除了技術上之問題外，REM 睡眠是與 NREM 睡眠在神經生理上相當不同的階 段，原本就不宜混在一起分析討論，故過去睡眠的腦波頻譜分析研究皆會控制此 一混淆變項，不是將 REM 睡眠排除不予分析，便是將 REM 睡眠獨立進行分析 探討，以免研究結果遭受干擾。
在 REM 睡眠階段的研究結果顯示，失眠患者跟正常睡眠者相比，有較低程 度的 Delta 波功率與 Theta 波功率，而有顯著高的高頻率腦波活動，且失眠患者 的高頻率腦波活動在此一睡眠階段中達到最高的狀態(Merica, et al., 1998; Perlis, Kehr, et al., 2001)
雖然 REM 睡眠階段較 NREM 睡眠階段複雜，但仍呈現出失眠患者生理的過 度激發以及較缺乏睡眠驅力的狀態，相同反映出失眠患者在 REM 睡眠中仍可能 保有較多訊息處理，此可能為臨床上原發性失眠患者常伴隨有多夢抱怨的病理成 因之一。
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綜觀上述的研究整理，可看出失眠患者不論在睡前或入睡後的不同睡眠階 段，皆呈現出其擁有生理過度激發的狀態，以及擁有較弱的睡眠恆定機制作用，
進而可能干擾到失眠患者的睡眠，不論是難以入睡，或是入睡後對外界訊息刺激 仍保有處理所導致的淺眠、多夢等主觀抱怨現象。而在臨床觀察上，雖失眠患者 常有入睡困難的抱怨，但在客觀的 PSG 記錄上，卻常常看到的現象是失眠患者 的入睡時間並沒有如他們自己估計的長。因此，研究者好奇這樣的主客觀評估差 異現象，是否與失眠患者在入睡過程中的生理激發狀態與睡眠恆定機制彼此間的 消長異常有關，意即失眠患者的高頻率腦波下降速度較慢，如 Alpha 波與 Beta 波，以及低頻率腦波上升速度較慢有關，如 Theta 波與 Delta 波。