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1、脑 电 活 动,单个神经元的电活动及大量神经元电活动的总和。脑电记录的是大脑皮层的综合性脑电活动，有两种不同形式的脑电活动：一种是无明显刺激情况下，皮层自发产生的节律电位变化，称为自发脑电活动；另一种是由于某种感觉传入或受到刺激时，在皮层某一局限区域所引导出的形式较为固定的电位变化，称为皮层诱发电位。自发脑电活动用引导电极在头皮表面记录下来，所描记的自发脑电活动曲线，称为脑电图。在颅骨打开时记录到的皮层表面电位变化，则称为皮层电图。,脑电研究的历史回顾,Caton是第一位研究脑电活动的人，1877年首次报道了兔和猴的暴露大脑半球的电现象，同时他还注意到“当灰质的任何一部分处于功能活动状态时，其
2、电流通常会出现负的变化”。1890年，Book发表了对兔和狗脑自发电活动的研究，包括光诱发的节律振荡。1912年，Pravdich-Neminsky用照相纸记录了狗的EEG，并杜撰了脑电图“electro-cerebrogram”一词。,Berger被认为是人类脑电图的发现者。他于1924年开始人类EEG的研究，1929年的报告中，他指出了节律和阻断现象。1934年，Fisher和Lowenbach记录了癫痫放电。20世纪30年代，Lindsley首先用EEG研究了“成熟度”问题。1935年，Gibbs、Davis和Lennox开始了EEG在癫痫临床上的应用研究；Foerster和Altenb
3、urger采集了外科手术时的皮层电图。1937年，Hoagland研究了新陈代谢对EEG的影响；Dawson用叠加法证实了诱发电位。,1940年，Renshaw证明了神经元的慢电位与EEG振荡的可能联系。1949年，Lindsley描绘了中脑损伤对EEG的影响。1953年，Aserinsky和Kleitmean描述了快速动眼睡眠。1958年，Jsper领导一个委员会制定了10-20电极标准位置。20世纪70年代，诱发电位技术取得进步和广泛应用。20世纪80年代，出现了数字化EEG并得到认可。20世纪90年代，EEG与神经功能性成像技术的结合应用增加，使EEG在认知神经科学中得到新的应用。,脑
4、电 波,一、脑波的分类,脑电图中脑波频率一般在0.530Hz，通常按照频率进行分类以表示各种成分。一般将比波慢的波与波统称为慢波；而将比波快的波和波统称为快波。此外，对在特定条件下，可按其波形特征及其所代表的意义分别予以命名，如棘波、尖慢综合波、顶尖波及三相波等。,（一）基本波形,波在成人处于清醒、安静、闭眼及正常血糖范围的情况下，于两半球后部，主要是枕部及颞叶和顶叶的后部。频率为813Hz、幅度为20100V（通常在50V）。波随脑发育成熟或年龄的变化而变化。波的频率、振幅和空域分布等因素是反应大脑机能状态的重要指标。,波在睁眼或大脑皮层处于紧张活动状态时可记录到，在额叶和顶叶比较显著。频率
5、为1430Hz，波幅为520V。可能与性别、心理、个性及年龄有关。一般女性较男性多见，老年人较成年人为多。情绪不稳、应用镇静催眠剂等药物时增多，振幅增高。,波在少年或成人困倦时可记录到，额叶和顶叶较多。频率为47Hz，波幅为100150V。在老年期和病理状态下是很常见的波形。,波成人在入睡后，或处于极度疲劳、麻醉状态等情况出现，在颞叶和枕叶较显著。频率为0.53Hz，波幅为20100V。波只在皮质内发生，而不受脑的较低级部位的控制。,（二）其他波形,节律在中央区出现的812Hz的梳形节律。可见于一侧中央区，在两侧中央区出现时可以不同步、不对称。节律在睁眼时不消失，但在精神活动及受到触觉刺激时出
6、现抑制而短暂消失。可出现于健康人、神经症及脑外伤后等，其意义尚未明确。,顶尖波又称为峰波，为浅睡初期在顶、中央区同步出现的阴性尖波，但在少儿期可以阳性波为主。成双出现时称为“双顶驼峰”。频率为35Hz，振幅100300V。,睡眠纺锤波 又称为节律，为浅睡眠期的主要脑波标志，主要见于顶/中央区，有时可呈广泛性出现。频率1214Hz，少儿可为1012Hz。在少儿期节律可左右不同步，60岁以后节律显著减少或消失。,K复合波 为顶尖波与节律组成的复合波。在浅睡期可自发出现或由外部的知觉刺激尤其是声响刺激所诱发，通常是两侧对称同步出现。,二、脑电波的形成机制,大脑皮层内的神经细胞发生的电现象有三种：动作
7、电位，大小恒定，并沿神经纤维传导；兴奋性突触后电位，是局部电位，持续时间为1040ms；抑制性突触后电位，也是一个局部电位，持续时间达70150ms。皮层神经元电活动的特点：突触后电位时间过程较长，可能是由于突触前末梢释放的递质作用所引起或由于中间神经元的作用使其发生重复性兴奋所致。膜电位不恒定，由于连续不断的突触传入冲动引起节律性的神经电活动，往往表现为1030Hz的频率变化。,（一）脑电波形的产生机制,脑组织与机体其他组织一样，是电解质组成的容积导体。神经元兴奋时，电流发出的部位称为电源，电流流入处称为电穴或电汇。神经冲动时，在动作电位所在处膜外电位为负，相当于电穴，在它的前、后两端，膜外
8、电位为正，相当于两个电源，于是两端都有局部电流流向兴奋区域，形成容积导体中的电场。一般认为，皮层表面电位的主要构成成分是神经元发生的比较缓慢的电现象，其大小与突触后电位形成的电流大小相关。靠近皮层表面的神经元，其EPSP与大脑皮层表面电位的负相相一致；位于较深部位神经元的EPSP与大脑皮层表面电位的正相相一致；超极化的IPSP与皮层表面电位的关系与EPSP的情况相反。,由于突触后电位属于局部电位，呈电紧张扩布方式，因此大量同步活动的神经元的突触后电位可以在皮层表面发生总和。突触后电位总和的结构基础是锥体细胞在皮层排列整齐，其顶树突相互平行，并垂直于皮层表面，因此其同步活动易于发生总和，形成强大
9、的电场，从而产生皮层表面电位的变化，形成脑电图的波形。,（二）脑电波形节律的产生机制,虽然随着现代科学技术的发展，对自发性脑电节律活动机制的认识有了很大的进展，但仍未完全阐明。基本学说有下列几种：神经细胞的节律性放电学说 在20世纪40年代，许多学者就证实了神经细胞具有固有节律性自发放电的假说，他们将动物的部分大脑皮层与其周围的皮层及皮层下组织游离后，可记录到节律性电位。但后来有学者将一群神经细胞与其他神经组织完全分离，发现皮层细胞停止放电，若给予刺激可引起持续一定时间的放电活动，表明脑组织的自发放电活动是由于受到某种刺激的结果，而非其固有的节律性活动。,神经细胞反馈学说 大脑皮层内的锥体细胞
10、排列十分一致，多数神经细胞及中间神经元形成闭合回路，当回路中某一神经细胞发生兴奋时，冲动通过回路中的中间神经元的作用，反过来刺激该神经细胞自身，从而产生周期性反复的神经细胞放电。另外，当一个神经细胞回路放电时，通过电场效应可影响到邻近的神经细胞回路，使皮层内的大量神经细胞活动同步化，即兴奋活动同时发生，同时停止，而形成强大的电场变化。同步化的程度越高，脑电波的波幅越高而频率越低。,丘脑对脑电节律产生的影响 丘脑内的非特异性核群接受全身感觉上行纤维的侧支投射，并换元后广泛地投射到大脑皮层的各区，对维持大脑皮层的觉醒状态起着重要作用。大量实验证明，给非特异性核以电刺激，在大脑皮层可产生广泛的节律性
11、电活动，呈周期性变化的兴奋性和抑制性突触后电位，如切断丘脑-皮层通路或切除丘脑后，大脑皮层的节律消失；相反，若切断丘脑-皮层联系或切除大脑皮层，丘脑的节律性活动仍可保持。由此可见，丘脑和皮层间的兴奋和反馈作用，对脑电活动的发生产生重要影响，同时还决定着脑电的 节律性同步活动。,脑干网状结构对脑电活动的影响 脑干网状结构的冲动通过上行投射系统可干扰丘脑内起步结构活动的同步化，使脑电活动中的节律性活动消失，表现为去同步化，如阻断的产生。在脑桥水平切断网状结构，脑电图表现去同步化；切断延髓和脊髓的相连，同步化又复出现。因此，脑干网状结构可通过上行投射系统影响丘脑的某些部位，改变脑电的起步和同步活动。
12、,三、诱发电位,凡是外加一种特定的刺激，作用于外周感受器、感觉神经、感觉通路或感觉系统的任何有关结构或脑的某一部位，在给予刺激或撤除刺激时引起中枢神经系统内产生有锁时关系的电位变化，都可称为诱发电位。诱发电位的波幅很小，被淹没在自发电活动的背景中，但其与刺激有固定的时间关系，可以用计算机叠加平均技术，使其从背景活动中分离和显现出来，经过这样加工处理的诱发电位又称为“平均诱发电位”。诱发电位和皮层表面电位一样，主要是反应大量神经元突触后电位的综合变化。皮层诱发电位一般分为主反应、次反应和后发放三部分。,主反应在刺激标记后，经一定的潜伏期在大脑皮层出现一个先正后负的电位变化。潜伏期的长短取决于刺激
13、部位离皮层的距离、神经的传导速度及所经过的突触的数目等。当躯体感觉神经的传入冲动经特异性投射系统投射到大脑皮层时，由于经过的突触较少，潜伏期较短，所以首先到达皮层并使锥体细胞产生EPSP，神经元胞体的膜电位出现去极化，根据容积导体原理，这些深部的去极化会使皮层表面出现正电位变化，而当去极化在皮层表面扩布时，皮层表面将变为负电位，从而产生皮层诱发电位的主反应。,次反应跟随主反应之后的扩散性继发反应，可见于皮层的广泛区域。次反应的特点是潜伏期稍长，频率慢，波幅大而不稳定的负相电位波动。可能是非特异性传入到达皮层，经抑制性中间神经元作用，使锥体细胞产生超极化，加强了皮层表面的负电位而产生。,后发放为
14、一系列正相的周期性电位波动。其产生原因可能是在次反应以后锥体细胞的超极化扩布整个神经元时，皮层又成为正电位，它与从非特异性传入在顶树突上的去极化交替起主导作用，致使皮层表面产生周期性的正、负电位波动。,利用皮层诱发电位的记录，有助于进行各种感觉投射在大脑皮层的定位研究，也是研究和诊断神经系统疾病的一种手段。临床上常用记录躯体感觉诱发电位、听觉诱发电位及视觉诱发电位的方法来确定神经系统的损伤部位。,脑电图检查技术与方法,一、脑电图仪与记录电极,临床使用的脑电图仪至少应有8个导程，此外尚有12、16、32导程等多种规格型号。在认知研究中一般使用32、64、96、128或256导程的脑电图仪。,常用
15、电极头皮电极：适用于大多数常规记录。皮下电极：为细的不锈钢或铂金电极夹式电极：为盘状电极，常作为参考电极。鼻咽电极：用于颞下或额下发放检测蝶骨电极：用于记录颞叶前端发放。鼓膜电极：用于记录颞叶内侧活动或脑干听觉诱发电位。深部电极：插入大脑实质内记录。硬膜下电极：用于皮质记录。,头皮电极的位置有许多放置方法，应用最多的是10-20系统法，即国际脑电图学会建议采用的标准电极安放法。前后位 从鼻根至枕外隆凸取一连线，然后在此连线上由前到后依次标出5点，分别命名为额极点（Fp）、额点（Fz）、中央点（Cz）、顶点（Pz）及枕点（Oz），,中横位 从左耳点通过中央（Cz）点至右耳点取一连线，在此连线左右
16、两侧对称标出左颞点（T3）、右颞点（T4）和左中央点（C3）、右中央点（C4）。,侧位 从Fp向后通过T3、T4点至Oz分别取左、右侧连线，然后在此连线上由前向后对称标出左额极点（Fp1）、右额极点（Fp2）、左颞前点（F7）、右颞前点（F8）、左颞后点（T5）、右颞后点（T6）和左枕点（O1）、右枕点（O2）。,其余电极位置 包括左额点（F3）、右额点（F4）和左顶点（P3）、右顶点（P4），它们分别位于Fz 与F7、F8连线的中点，以及Pz与T5、T6连线的中点。左右两侧耳垂电极分别用A1、A2表示。电极安放的原则是在各区均匀分布。字母代表分布的区域，奇数代表左侧，偶数代表右侧。,二、脑电的导联,EEG的导联形式要比心电图的导联复杂的多。一个特定的EEG导联往往在一个方向上较其他方向更好的保持电极的空间关系。在矢状方向保持电极间最好空间关系的导联为纵向导联；在冠状方向上保持更好空间关系的导联为横向导联。,参考导联 常见的参考电极连接到输入端2，常用的参考电极包括：A1和A2电极，A1加A2电极，以及平均参考电极。双极导联 输入端1和输入端2均连接到活性电极，即没有公用电极。双极导联在纵向或冠状方向的电极依次连接成对。Laplacian导联 每个电极位点的电压与其紧邻周围电极的局部平均电压相比较。,
