生理學(xué)/腦電圖和腦誘發(fā)電位
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大腦皮層的神經(jīng)元具有生物電活動，因此大腦皮層經(jīng)常有持續(xù)的節(jié)律性電位改變，稱為自發(fā)腦電活動。臨床上在頭皮用雙極或單極記錄法來觀察皮層的電位變化，記錄到的腦電波稱為腦電圖（圖10-45）。在動物中將顱骨打開或以病人進行腦外科手術(shù)時，直接在皮層表面引導(dǎo)的電位變化，稱為皮層電圖。此外，在感覺傳入沖動的激發(fā)下，腦的某一區(qū)域可以產(chǎn)較為局限的電位變化，稱為腦誘發(fā)電位。
圖10-45 腦電圖記錄示意圖
無關(guān)電極放置在耳殼（R），由額葉（I）電極導(dǎo)出的腦電波振幅低，
由枕葉（Ⅱ）導(dǎo)出的腦電波振幅高頻率較慢
（一）腦電圖的波形
腦電圖的波形分類，主要是依據(jù)其頻率的不同來人工劃分的。在不同條件下，波形頻率的快慢可有顯著的差別，每秒-3次的波稱為δ波，4-7次的波稱為θ波，8-13次的波稱為α波，14-30次的波稱為β波。一般說來，頻率慢的波其波幅常比較大，而頻率快的波其波幅就比較小。例如，在成年人頭上皮上引導(dǎo)時，δ波可有20-200μV，α波有20-100μV，而β波只有5-20μV（圖10-46）。
圖10-46 正常腦電波各種波形
各種波都可在皮層的不同區(qū)域引得，但枕葉區(qū)域其α波活動比較顯著，而β波在額葉與頂葉比較顯著。有時，β波與α波同時在一個部位出現(xiàn)，而β波重合在α波的上面。人類α波在清醒、安靜并閉眼時即出現(xiàn)。α波出現(xiàn)時，在枕葉部位最大，并可具有時大時小的變化；即波幅先由小逐漸變大，然后又由右面變小，接著又由小變大，如此反復(fù)，形成α波的梭形，每一梭形持續(xù)約1-2s。睜開眼睛或接受其他刺激時，α波立即消失而呈現(xiàn)快波，這一現(xiàn)象稱為α波阻斷，如果被試者又安靜閉眼時，則α波又重現(xiàn)。在困倦時，一般可見θ波。成人清醒狀態(tài)下，幾乎是沒有θ波的，但在睡眠期間皮層腦電圖可出現(xiàn)δ波。如將睡者喚醒，δ波即轉(zhuǎn)成快波。因此，一肌認(rèn)為快波是新皮層處在緊張活動狀態(tài)時的主要腦電活動表現(xiàn)，α波是皮層處在安靜狀態(tài)時的主要表現(xiàn)，慢波是睡眠狀態(tài)下的主要表現(xiàn)。在幼兒時期，腦電波頻率比成人慢，一般常見到θ波，到10歲后才出現(xiàn)明確的α波；在嬰兒時期，腦電波頻率更慢，常見到δ波。此外δ波在成年人極度疲勞時及麻醉狀態(tài)下也可出現(xiàn)。
癲癇患者，腦電圖可出現(xiàn)棘波、尖波、棘慢綜合波等，棘波的時程在80ms以下，幅度為50-150μV。尖波的時程為80-200ms，幅度為100-200μV。棘慢綜合波指的是棘波后跟隨出現(xiàn)一個慢波，慢波時程達200-500ms；一般棘慢綜合波出現(xiàn)時，多數(shù)為每秒3次左右（圖10-47）。在皮層具有占位性病變（腫瘤等）的區(qū)域，即使病人外于清醒狀態(tài)時，亦可引出θ波或δ波。因此，臨床上可以借這些腦電波改變的特點，并結(jié)合臨床資料，來診斷癲癇或探索腫瘤的所在部位。
圖10-47腦電圖正常波形與癲癇波形的對比
（二）腦電波形成的機制
腦電波以的波形是一種近似于正弦波的電位變化，而與神經(jīng)干上見到的動作電位不一樣。應(yīng)用微電極記錄皮層神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)電位變化，見到皮層表面出現(xiàn)類似α波節(jié)律的電位變化時，細(xì)胞內(nèi)記錄到的突觸后電位變化也出現(xiàn)節(jié)律相一致的改變（圖10-48）。由此認(rèn)為，，此層表現(xiàn)的電位變化主要是由突觸后電位變化形成的，也就是說由細(xì)胞體和樹突的電位變化形成的?？梢栽O(shè)想，單一神經(jīng)元的突觸后電位變化是不足以引起皮層表面的電位改變的；必須有大量的神經(jīng)組織同時發(fā)生突觸后電位變化，才能同步起來引起皮層表面再現(xiàn)電位改變。從皮層的神經(jīng)元組成來看，錐體細(xì)胞的分布排列比較整齊，其頂樹突互相平行并垂直于皮層表面，因此其電活動在同步時易于總和而形成強大的電場，從而改變皮層表面的電位。
圖10-48腦電圖與皮層神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)電位記錄的關(guān)系
目前知道，大量皮層神經(jīng)組織的放電活動同步總和必須依賴丘腦的功能。在動物實驗中見到，當(dāng)用中度麻醉時，即使沒有其他感覺傳入的刺激，皮層會出現(xiàn)每稱8-12次的自發(fā)腦電活動。這種腦電活動的波幅亦時大時小，并可以皮層廣泛的區(qū)域內(nèi)引出，因此這咱腦電活動與人類腦電波中的α節(jié)律極相似。如果切斷皮層與丘腦間的纖維聯(lián)系，上述類似α波的電活動就大大減小。如用每秒-12次節(jié)律性電刺激來刺激丘腦非特異投射系統(tǒng)的一此神經(jīng)核（如髓板內(nèi)核群），則皮層上會出現(xiàn)每稱8-12次的節(jié)律性腦電變化。這種變化的波幅亦時大時小，同時在皮層的空間分布也是廣泛的，因此，從頻率、波幅形狀以及空間分布上來看，刺激丘腦非特投射系統(tǒng)所獲得的腦電變化，與上述類似α波的自發(fā)腦電活動相一致。由此認(rèn)為，某引起自發(fā)腦電形成的同步機制，就是皮層與丘腦非特異投射系統(tǒng)之間的交互作用；一定的同步節(jié)律的丘腦非特特異投射系統(tǒng)的活動，促進了電層電活動的同步化。
如果用每秒60次的節(jié)律性電刺激來刺激丘腦非特異投射系統(tǒng)，則皮層上類似α波的自發(fā)腦電活動立即消失而轉(zhuǎn)成快波。這可理解為高頻刺激對同步化活動的擾亂，腦電出現(xiàn)了去同步化現(xiàn)象，快波的出現(xiàn)就是去同步化的結(jié)果。刺激腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時引起的上行激動作用，一般也認(rèn)為是其上行沖動擾亂了丘腦非特異投射系統(tǒng)與皮層之間同步化環(huán)節(jié)，腦電出現(xiàn)了激活狀態(tài)，呈現(xiàn)了去同步化的快波。在人類腦電記錄中所見到的α波阻斷現(xiàn)象，事實上也是由同樣機制引起的。
電生理研究觀察到，當(dāng)皮層癲癇病灶區(qū)出現(xiàn)棘波時，皮層內(nèi)神經(jīng)元出現(xiàn)爆發(fā)式短串沖動發(fā)放，頻率可高達每秒-900次；如將電極插入神經(jīng)元細(xì)胞體內(nèi)，則觀察到當(dāng)棘波出現(xiàn)時，細(xì)胞體出現(xiàn)大幅度去極化電位（可達30mV），去極化電位發(fā)展到一定程度后則爆發(fā)短串動作電位。由此認(rèn)為，許多神經(jīng)元同時出現(xiàn)大幅度的去極化電位，就使皮層表現(xiàn)出現(xiàn)電棘波；而神經(jīng)元的爆發(fā)式短串沖動發(fā)放，也是由于大幅度去極化電位造成的，這種大幅度去極化電位，可能是大量同步的興奮性突觸后電位總和起來形成的，這是癲癇病例灶區(qū)神經(jīng)元異?；顒拥谋憩F(xiàn)。由于皮層腫瘤等占位性病變區(qū)本身不產(chǎn)生電活動變化，因此在該區(qū)域記錄到的θ波或δ波，一般認(rèn)為來源于其環(huán)周異常腦細(xì)胞的電活動。
（三）腦誘發(fā)電位
誘發(fā)電位是指感覺傳入系統(tǒng)受刺激時，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)引起的電位變化。受刺激的部位可以是感覺器官、感覺神經(jīng)或感覺傳導(dǎo)途徑上的任何一點。但是廣義地說，用其他刺激方法引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的電位變化，也可稱為誘發(fā)電位。例如，直接刺激脊髓前根，沖動沿運動神經(jīng)逆向傳至脊髓前多角引起的電位變化，亦可稱為誘發(fā)電位。
大腦皮層誘發(fā)電位一般是指感覺傳入系統(tǒng)受刺激時，在皮層上某一局限區(qū)域引出的電位變化；由于皮層隨時在活動著并產(chǎn)生自發(fā)腦電波，因此誘發(fā)電位時常出現(xiàn)在自發(fā)腦電波的背景之上。在動物皮層相應(yīng)的感覺區(qū)表面引起的誘發(fā)電位可分為兩部分，一為主反應(yīng)，另一為后發(fā)放（圖10-49）。主反應(yīng)出現(xiàn)的潛伏期是穩(wěn)定不變的，為先正后負(fù)的電位變化。后發(fā)放尾隨主反應(yīng)之后，為一系列正相的周期電位變化。皮層誘發(fā)電位是用以尋找感覺投射部位的重要方法，在研究皮層功能定位方面起著重要的作用。
圖10-49家兔大腦皮層感覺運動區(qū)誘發(fā)電位
上線：誘發(fā)電位記錄，向下為正，向上為負(fù)
下線：時間，50ms第一個向上小波為刺激橈淺神經(jīng)記號，
間隔10ms后即出現(xiàn)先正后負(fù)的主反應(yīng)，再
間隔100ms左右后，即相繼出現(xiàn)正相波動的后發(fā)放
誘發(fā)電位也可在人體頭顱外頭皮上記錄到。由于記錄電極離中樞較遠，顱骨的電阻很大，記錄到的電位變化極微弱；而且誘發(fā)電位夾雜在自發(fā)腦電之間，電位很難分辨。運用電子計算機將電位變化疊加、平均起來，能夠使誘發(fā)電位顯示出來，這種方法記錄到的電位稱為平均誘發(fā)電位（averaged evoked potential）。平均誘發(fā)電位目前已成為研究人類的感覺功能、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、行為和心理活動的一種手段。臨床常用的有體感誘發(fā)電位、聽覺誘發(fā)電位和視覺誘發(fā)電位幾種。現(xiàn)簡述體感誘發(fā)電位的引導(dǎo)方法和波形；刺激電極安放在上肢正中神經(jīng)經(jīng)過的皮膚表面（也可放在下肢的某一部位），記錄電極放在顱頂靠近中央后回的頭皮表面，參考電極置于耳殼；記錄到的標(biāo)準(zhǔn)波形如圖10-50所示。圖中的P9波起源于正中神經(jīng)的第一級神經(jīng)元；P11波可能起源于腦干或頸脊髓，因為丘腦以上中樞病變時，P11不受影響，而頸脊髓病變時P11消失；P13和P14波可能由腦干內(nèi)側(cè)丘系活動所產(chǎn)生；N20波是一個負(fù)波，一般認(rèn)為它來源于丘腦向皮層的投射或皮層感覺區(qū)，因為在丘腦病變時可使N20波消失，而N20波以前的電波成分不受影響。因此，通過體感誘發(fā)電位的記錄和分析，有助于對患者中樞損傷位置的診斷。
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