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生理學(xué)腦的高級功能和腦電圖:學(xué)習(xí)記憶大腦皮層語言中樞一側(cè)優(yōu)勢腦電圖
作者:佚名  文章來源:醫(yī)學(xué)全在線  點擊數(shù)  更新時間:2007/8/24 3:03:35  文章錄入:凌林  責(zé)任編輯:凌云

 

  一側(cè)優(yōu)勢是指人類的腦的高級功能向一側(cè)半球集中的現(xiàn)象;左側(cè)半球在語詞活動功能上占優(yōu)勢,右側(cè)半球在非語詞性認識功能止占優(yōu)勢。但是,這種優(yōu)勢敢是相對的,而不是絕對的;因為左而半球也有一定的非語詞性認識功能,右側(cè)半球也有一定的簡單的語詞活動功能。

  三、腦電圖和腦誘發(fā)電位

  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

 。ㄒ)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0.5-3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

 。ǘ)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8-12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200-900次;如將電極插入神經(jīng)元細胞體內(nèi),則觀察到當棘波出現(xiàn)時,細胞體出現(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)元異常活動的表現(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,一般認為來源于其環(huán)周異常腦細胞的電活動。

 。ㄈ)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

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,F(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;記錄到的標準波形如圖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波是一個負波,一般認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。

  四、覺醒和睡眠

  覺醒和睡眠都是生理活動所必要的過程,只有在覺醒狀態(tài)下,人體才能進行勞動和其他活動;而通過睡眠,可以使人體的精力和體力得到恢復(fù),于睡眠后保持良好的覺醒狀態(tài)。成年人一般每天需要7-9小時,兒童需要睡眠的時間比成年人長,而老年需要睡眠的時間就比較短。與覺醒對比,睡眠時許多生理功能發(fā)生了變化,一般表現(xiàn)為:①嗅、視、聽、觸等感覺功能暫時減退;②骨骼肌反射運動和肌緊張減弱;③伴有一系列自主神經(jīng)功能的改變。例如,血壓下降、心率減慢、瞳孔縮小、尿量減少、體溫下降、代謝率減低、呼吸變慢、胃液分泌可增多而唾液分泌減少、民汗功能增強等。

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