三、大脑皮层的电活动
大脑皮层神经元具有生物电活动,因此大脑皮层经常具有持续的节律性电位变化,称为皮层自发脑电活动。如果在头皮上安置引导电极,通过脑电图仪可记录到皮层自发脑电活动的图形,称为脑电图(图 11-18)。在动物中将颅骨打开或在病人进行脑外科手术时(为了诊断需要),也可将电极直接安置在大脑皮层表面,能记录到同样的皮层自发脑电活动,称为皮层电图。
在头皮不同部位引导的脑电图,它们的波形和频率基本相似,但也有区域的特点。在不同的条件下(如激动、困倦、睡眠等),脑电图的波形和频率则有明显的差别。脑电图波形的分类,主要根据其频率不同来划分;通常频率慢的波,其幅度较大,而频率快的波则幅度较小。脑电图的基本波形, 按其频率不同可划分为四种基本类型(图 11-19)。
α波:频率为每秒 8~13 次,幅度为 20~100μV。α波在枕部和顶枕部最显著,其波形近似正弦波。正常人在清醒、安静、闭目时,α波即可出现, 其波幅呈现由小变大,然后由大变小,如此反复进行的周期性改变,形成所谓α波的“梭形”。每一α波梭形持续约 1~2 秒。当被试者睁眼或接受其他激动性刺激时(如令其进行心算),则α波立即消失并转为快波,此现象称为“α波阻断”。因此一般认为,α波是大脑皮层处于清醒安静状态时电活动的主要表现。
β波:频率为每秒 14~30 次,幅度为 5~22μV。β波在额叶与顶叶比较明显。当被试者睁眼视物、进行思考活动时,β波即可出现。有时β波与α波同时在一个部位出现,β波重叠在α波之上。一般认为,β波是大脑皮层处在紧张激动状态时电活动的主要表现。
θ波:频率为每秒 4~7 次,幅度为 20~150μV。θ波在枕叶和顶叶比较明显,在成人困倦时可以出现。在幼儿时期,脑电波频率比成人慢,一般常见到θ波,到十岁后才出现明确的α波。
δ波:频率为每秒 0.5~3 次,幅度为 20~200μV。正常成人在清醒状态下,几乎是没有δ波的,但在睡眠期间可出现δ。在婴儿时期,脑电频率比幼儿更慢,常可见到δ波。一般认为,高幅度的慢波(δ或θ波)可能是大脑皮层处于抑制状态时电活动的主要表现。
关于大脑皮层的诱发电位已在前文作了介绍(参见“大脑皮层的感觉分析定位”)。诱发电位也可在颅外头皮上记录到。由于诱发电位夹杂在自发脑电之中很难分辨,目前运用电子计算机将电位变化叠加起来,使自发脑电变化相互抵消而诱发电位能多次叠加显示出来。这种方法记录到的诱发电位,称为平均诱发电位。平均诱发电位目前已成为研究人类的感觉机能、神经系统疾病、行为和心理活动的一种手段。