从1983年至1985年,中华医学会北京分会协同其它三十三个单位,完成了对北京地区各年龄组2357例的脑电图调查。调查结果表明:我国儿童、青少年的脑波,6至7岁、11至12岁、15至16岁具有三个加速期,均为学习重要阶段;10至11岁少年大脑发育正常,脑波频率比国外同龄者稍快,女孩比男孩早成熟约1至2岁;20至45岁是工作、生活的黄金时代。
人的大脑是一座“微型的发电厂”,脑细胞的活动会产生微弱的电流。经过测定,人脑产生的电流是极其微弱的,电压非常低,只有几十到几百微伏,1微伏为一百万分之一伏。我们家庭常用的城市交流电的电压为220伏。人的大脑产生的脑电压仅仅是城市家庭用电电压的两亿分之一,所以人脑是一座名副其实的“微型发电厂”。
脑电图是一种无创的测量大脑电活动的方法。它是借助特制的精密电子仪器,从头皮上将脑部的自发性生物电位产生的微弱电流放大几百万倍后,描记在记录纸上所呈现的曲线图形,是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动。它需要将电极置于头皮上,记录神经元内及周围电流所产生的电压电位。记录脑电图的典型仪器包括电极、导电材料和运算放大器,光学成像测量仪器目前也被用于脑电图的测量和记录。通常,电解凝胶或盐可以改善电极与人脑皮肤之间的电阻接触。
近几年,光学成像技术在脑电图中的应用越来越广泛,主要表现为功能性近红外光学成像技术,它是一种无创的脑功能测量技术,利用近红外光在生物组织中的穿透性,通过特定波长的近红外光照射大脑皮层,测量光在组织中的吸收和散射变化。这些变化与大脑皮层中的血红蛋白含量变化相关,通过测量大脑皮层中的含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白的变化,从而可以推断出大脑在不同任务或刺激下的功能变化。具有无创、时间分辨率高、便携等优点。
脑电图可以分解成一系列正弦波,从而产生数据的频谱,进而对频谱进行分析。这些波在每个时间点都可以通过它们的振幅(整流信号的功率)和相位(正弦波在周期中的位置)来表征。脑电图的波形在坐标轴上被分解为一系列正弦波,其中包括频率轴和相位轴。
在这些正弦波中,相位可以代表某个时刻的波形变化情况。脑电图表现的曲线,有δ、θ、α、β和γ5种基本波型。
delta (δ:0.2–3.5Hz),δ波的频率0.5~3.5次/秒,波幅200微伏,是熟睡情况下的脑电波现象。
theta (θ:4–7.5Hz), θ波的频率4~7.5次/秒,波幅100~150微伏,是睡着后的波形。
alpha (α:8–13Hz),α波的频率8~13次/秒,波幅50微伏,是人在疲劳情况下,蒙眬入睡时出现的波形。
beta (β: 14–30Hz), β波的频率14~30次/秒,波幅20~50微伏,是人在清醒状态和运动兴奋时出现的脑电波。
gamma (γ: 30–90 Hz),以及超高频(>90Hz),通常在高度集中注意力或进行复杂认知任务时出现。这种脑电波与高级认知功能、学习和记忆密切相关,特别是在处理多任务和解决复杂问题时更为显著。
脑电图主要用来研究不同生理情况下的脑活动情况,对癫痫、发作性疾病、脑功能评估和脑死亡判断等方面有极大的辅助作用,并且在神经系统疾病的诊断和治疗中具有不可替代的作用,是医学诊断中的重要工具之一,更是医生的好助手。
供稿:别 光
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