腦電波

腦電波

腦電波(Electroencephalogram,EEG)是一種使用電生理指標記錄大腦活動得方法,大腦在活動時,大量神經元同步發生的突觸後電位經總和後形成的。它記錄大腦活動時的電波變化,是腦神經細胞的電生理活動在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。

腦電波來源於錐體細胞頂端樹突的突觸後電位。腦電波同步節律的形成還與皮層丘腦非特異性投射系統的活動有關。

腦電波是腦科學的基礎理論研究,腦電波監測廣泛運用於其臨床實踐套用中。

基本介紹

  • 中文名:腦電波
  • 外文名:Electroencephalogram,EEG
  • 發現者:Richard Caton
  • 發現時間:1875年
概念,研究歷史,波段劃分,δ波,θ波,α波,β波,原理,用途,功能研究,臨床檢測,

概念

生物電現象是生命活動的基本特徵之一,各種生物均有電活動的表現,大到鯨魚,小到細菌,都有或強或弱的生物電。其實,英文細胞(cell)一詞也有電池的含義,無數的細胞就相當於一節節微型的小電池,是生物電的源泉。
人腦中有許多的神經細胞在活動著,而成電器性的變動。也就是說,有電器性的擺動存在。而這種擺動呈現在科學儀器上,看起來就像波動一樣。腦中的電器性震動我們稱之為腦波。用一句話來說明腦波的話,或許可以說它是由腦細胞所產生的生物能源,或者是腦細胞活動的節奏。

研究歷史

早在1857年,英國的一位青年生理科學工作者卡通(R.Caton)在兔腦和猴腦上記錄到了腦電活動,並發表了“腦灰質電現象的研究”論文,但當時並沒有引起重視。十五年後,貝克(A.Beck)再一次發表腦電波的論文,才掀起研究腦電現象的熱潮,直至1924年德國的精神病學家貝格爾(H.Berger)看到電鰻發出電氣,認為人類身上必然有相同的現象,才真正地記錄到了人腦的腦電波,從此誕生了人的腦電圖。

波段劃分

現代科學研究表明,人腦工作時會產生自發性電生理活動,該活動可通過專用的腦電記錄儀以腦電波的形式表現出,在腦電研究中,至少存在有四個重要的波段。
腦電波
腦電波是一些自發的有節律的神經電活動,其頻率變動範圍在每秒1-30次之間的,可劃分為四個波段,即δ(1-3Hz)、θ(4-7Hz)、α(8-13Hz)、β(14-30Hz)。除此之外,在覺醒並專注於某一事時,常可見一種頻率較β波更高的γ波,其頻率為30~80Hz,波幅範圍不定;而在睡眠時還可出現另一些波形較為特殊的正常腦電波,如駝峰波、σ波、λ波、κ-複合波、μ波等。

δ波

頻率為1~3Hz,幅度為20~200μV。當人在嬰兒期或智力發育不成熟、成年人在極度疲勞和昏睡或麻醉狀態下,可在顳葉和頂葉記錄到這種波段。

θ波

頻率為4~7Hz,幅度為5~20μV。在成年人意願受挫或者抑鬱以及精神病患者中這種波極為顯著。但此波為少年(10-17歲)的腦電圖中的主要成分。

α波

頻率為8~13Hz(平均數為10Hz),幅度為20~100μV。它是正常人腦電波的基本節律,如果沒有外加的刺激,其頻率是相當恆定的。人在清醒、安靜並閉眼時該節律最為明顯,睜開眼睛(受到光刺激)或接受其它刺激時,α波即刻消失。

β波

頻率為14~30Hz,幅度為100~150μV。當精神緊張和情緒激動或亢奮時出現此波,當人從噩夢中驚醒時,原來的慢波節律可立即被該節律所替代。
在人心情愉悅或靜思冥想時,一直興奮的β波、δ波或θ波此刻弱了下來,α波相對來說得到了強化。因為這種波形最接近右腦的腦電生物節律,於是人的靈感狀態就出現了。

原理

科學家曾將動物大腦皮層丘腦的聯繫切斷,腦電波的節律消失,而丘腦的電節律活動仍然保持著。如果用8-13Hz的電脈衝刺激丘腦,在大腦皮層可出現類似α節律的腦電波。因此,正常腦電波的維持需要大腦與丘腦都要完好無損。

用途

功能研究

作為一種有效的對神經活動進行間接測量的工具,腦電圖(EEG)及其相關聯的事件相關電位(ERP)的相關研究廣泛套用於神經科學,認知科學,認知心理學,神經科學和心理生理學研究中。 其具有較高的時間精度(temporal resolution)可以檢測毫秒級的電位變化,但空間精度(spatial resolution)則相對較差。目前,藉助腦電圖及事件相關電位,已發現了多種同人腦認知功能相關聯的成分。如P300成分同個體的內源性注意有關,N400成分同語義加工有關。

臨床檢測

腦電波或腦電圖是一種比較敏感的客觀指標,不僅可以用於腦科學的基礎理論研究,而且更重要的意義在於它的臨床實踐的套用,與人類的生命健康息息相關。
腦電波是診斷癲癇的必要依據,腦電波對於各種顱內病變,如腦中風腦炎腦瘤、代謝性腦病變等,亦有很大的診斷幫助。腦波圖仍是目前研究睡眠最客觀的依據,藉由監測睡眠中腦波變化,人們可以區分睡眠中的不同時期。

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