脑干网状激活系统

脑干网状激活系统（reticular activating system, RAS）是指位于脑干网状结构中，与觉醒、注意、意识水平调节密切相关的一组神经网络。它通过广泛投射到大脑皮层、丘脑、边缘系统等部位，对大脑的兴奋状态、觉醒维持和注意选择起关键作用。

脑干网状激活系统主要位于脑干的中脑、脑桥和延髓的中央部分，属于网状结构（reticular formation, RF）的一部分。

其激活功能主要通过以下三个通路实现：

• 上行激活通路（Ascending Reticular Activating System, ARAS）：从脑干网状结构发起，投射到丘脑内侧核群，再广泛投射到大脑皮层，是调节意识与觉醒的核心。
• 单胺能调节系统：包括多巴胺能系统（中脑黑质）、去甲肾上腺素能系统（蓝斑核 locus coeruleus）、5-羟色胺能系统（中缝核 raphe nuclei）等，这些神经递质调节ARAS的活性。
• 胆碱能系统：如中脑的桥臂核（pedunculopontine nucleus）及外侧背盖核等，可激活皮层EEG，参与快速眼动睡眠调控。

• 维持意识状态：ARAS是维持清醒意识状态所必需的系统。若该系统受到严重损伤，可导致意识丧失或昏迷。
• 觉醒与警觉性：通过上行通路对皮层进行激活，参与觉醒周期（wake–sleep cycle）和注意水平调节。
• 选择性注意：过滤输入信息，使大脑选择性地注意特定刺激。
• 调节自主功能：某些下行通路参与呼吸、循环调节，与延髓的生命中枢协调。

Moruzzi 与 Magoun 实验（1949）：首次发现刺激猫脑干网状结构可引起皮层EEG从同步状态转为低电压快速波，动物由睡眠转为觉醒状态，首次提出ARAS概念。

脑干损伤与昏迷：临床上，脑干特别是ARAS区域受损（如出血、肿瘤、缺血）可引起意识障碍，如昏迷或植物状态。

药物作用：咖啡因等中枢兴奋药通过增强ARAS活性，提高警觉性和注意力；而镇静药物（如苯二氮卓类）可抑制其功能，诱导睡眠。

脑干网状激活系统本身不直接产生意识内容，而是通过激活丘脑和大脑皮层，使这些结构能处理外界信息，形成完整的感知和意识体验。因此，ARAS相当于“打开发电机的开关”，而皮层是“意识发生的场所”。

RAS在觉醒状态活跃，非快速眼动睡眠（NREM）期活动降低，快速眼动睡眠（REM）期则胆碱能系统兴奋、单胺能系统沉默。睡眠周期由RAS与下丘脑、视交叉上核（SCN）共同调控。

• Moruzzi G, Magoun HW. Brain stem reticular formation and activation of the EEG. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1949;1(1):455-473.
• Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, et al. Principles of Neural Science. 5th ed. McGraw-Hill; 2013.
• 许崇任 主编. 动物生理学. 第3版. 高等教育出版社; 2009.
• Steriade M. The corticothalamic system in sleep. Front Biosci. 2003;8:d878-899.