La fisiología del sueño y la vigilia es el estudio de las bases neurocientíficas y fisiológicas de la naturaleza del sueño y sus funciones. El sueño se clasifica ampliamente en dos tipos: sueño de movimientos oculares rápidos (REM) y sueño de movimientos oculares no rápidos (NREM o no REM).
La fisiología del sueño implica un breve estudio de los mecanismos cerebrales que controlan la vigilia. La vigilia se debe a la activación de estructuras basales del prosencéfalo y del tronco del encéfalo que alteran las oscilaciones del sueño y presentan cambios en el medio extraneuronal, con grandes modificaciones en los parámetros del flujo sanguíneo del cerebro. Si el sueño se caracteriza por movimientos oculares rápidos durante el sueño, entonces es el sueño REM el que se asocia con los movimientos de los músculos del cuerpo y los sueños.
La falta de sueño en individuos y formas de vida superiores tiene consecuencias fisiológicas graves que conducen además a trastornos graves del sueño como sueño fragmentado, insomnio, narcolepsia, trastornos neurológicos primarios como el Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y los trastornos del ritmo circadiano del sueño.
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