目的探讨连续72 h睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)对大鼠认知能力、脑干中单胺类递质及海马结构的影响。方法将12只大鼠按数字表随机分为正常睡眠对照组和睡眠剥夺组。睡眠剥夺组使用睡眠剥夺箱对大鼠进行睡眠剥夺,连续72 h后,使用Y型电迷宫测定大鼠学习记忆能力,检测大鼠脑干去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)、肾上腺素(adrenalin,AD)、多巴胺(dopamine,DA)和5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)神经递质含量,检测海马区N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体亚单位NR1/NR2A mRNA和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)受体GABAARα1 mRNA表达水平,透射电镜观察海马区神经超微结构。结果睡眠剥夺组大鼠迷宫反应正确率显著低于对照组(P<0.05),NE、AD和DA显著低于对照组(P<0.05),5-HT高于对照组(P<0.05);与对照组比较,睡眠剥夺组海马的NR1和NR2A mRNA表达量下调(P<0.05),GABAARα1 mRNA表达量上调(P<0.05);电镜发现睡眠剥夺组大鼠海马区神经细胞线粒体高度肿胀,可见明显的脱颗粒、嵴断裂和溶解现象。结论连续睡眠剥夺可致大鼠的学习和记忆能力明显下降,可能与中枢神经递质合成紊乱、海马区神经元结构损伤有关。