医学电生理学N3异常脑波

1、 一、异常脑波产生的原因一、异常脑波产生的原因 异常脑波是脑机能的异常状态在脑电图的表现，其产异常脑波是脑机能的异常状态在脑电图的表现，其产 生原因如下：生原因如下： （一）脑器质性病变。（一）脑器质性病变。 （二）全身性疾病继发，特别是中毒、代谢病，导致（二）全身性疾病继发，特别是中毒、代谢病，导致 大脑皮层神经元的形态或机能改变。大脑皮层神经元的形态或机能改变。 1 1神经元树突基部侧棘的形态变化和该部的持续性神经元树突基部侧棘的形态变化和该部的持续性 去极化。去极化。 2 2神经元轴突侧支抑制系统被破坏。神经元轴突侧支抑制系统被破坏。 3 3神经元数量减少。神经元数量减少。 4 4神经元

2、物质代谢障碍。神经元物质代谢障碍。 5 5神经纤维传导速度减慢。神经纤维传导速度减慢。 由于上述因素，导致脑波波率、波幅、波形、位相、由于上述因素，导致脑波波率、波幅、波形、位相、 出现形式、反应性的异常，产生各种异常脑波的出现。出现形式、反应性的异常，产生各种异常脑波的出现。 （一）生理波病理化（一）生理波病理化 1 1波异常波异常 （1 1）广泛性）广泛性波变慢，伴调幅差，多见于广泛性慢波变慢，伴调幅差，多见于广泛性慢 性脑功能低下的各种疾病，包括脑外伤、脑炎恢复期，各性脑功能低下的各种疾病，包括脑外伤、脑炎恢复期，各 种病因的脑萎缩、脑动脉硬化症等。种病因的脑萎缩、脑动脉硬化症等。 (2

3、) (2)广泛性低电压（广泛性低电压（2020vv）或无或无波，见于重度脑波，见于重度脑 功能障碍的各种疾病，但正常人偶可见到。功能障碍的各种疾病，但正常人偶可见到。 (3) (3)连续性全导联连续性全导联波，波，波幅增高，频率慢，调幅波幅增高，频率慢，调幅 差，枕区差，枕区前移，诱发前移，诱发波无反应，见于脑干受损又名波无反应，见于脑干受损又名 昏迷。昏迷。 （4 4）懒波：局限性）懒波：局限性波减少或缺如，频率减慢，左右波减少或缺如，频率减慢，左右 差大于差大于1010，要注意硬，要注意硬膜膜下血肿。下血肿。 （5 5）波局限性波幅高，双侧差大于波局限性波幅高，双侧差大于2020 25 2

4、5或在或在 5050VV以上。多见于脑功能亢进包括癫痫。以上。多见于脑功能亢进包括癫痫。 （6 6）枕叶以波光反应消失，可见于该部脑梗塞等。）枕叶以波光反应消失，可见于该部脑梗塞等。 2 2尖波尖波 时程在时程在70-200ms70-200ms，波幅高于波幅高于100100VV，阴性者多，可双相或三相，是阴性者多，可双相或三相，是 因神经元同步化不足所致因神经元同步化不足所致。另可因原发焦点在对侧半球或深部核团者，另可因原发焦点在对侧半球或深部核团者， 因传导时间较长所致因传导时间较长所致。 3 3棘慢波棘慢波 100-200 100-200VV波幅，波幅，3 3HzHz，常伴以临床症状，为癫

5、痫小发作的特异波，常伴以临床症状，为癫痫小发作的特异波， 当局限出现时，示癫痫灶所在；但不规则者，且频率多变；棘波及慢波当局限出现时，示癫痫灶所在；但不规则者，且频率多变；棘波及慢波 关系不规则者，则和痫灶元直接关系。关系不规则者，则和痫灶元直接关系。6 6HzHz方形波，可持续方形波，可持续1-21-2s s，多见于多见于 脑外伤后，精神运动性癫痫脑外伤后，精神运动性癫痫。在正常人中偶可出现，但波幅低在正常人中偶可出现，但波幅低。 4 4阵发性节律波阵发性节律波 ( (不包括快波，均属慢波频段不包括快波，均属慢波频段) ) （1 1）3 3HzHz癫痫小发作。（癫痫小发作。（2 2）6 6H

6、zHz同步者为精神运动性癫痫，可广泛同步者为精神运动性癫痫，可广泛 或局限于颞区。（或局限于颞区。（3 3）波范围、高频、连续、不受外界刺激影响。（波范围、高频、连续、不受外界刺激影响。（4 4） 高幅高幅，波幅波幅100100VV，多见于癫痫患者的额颞区多见于癫痫患者的额颞区。（。（5 5）1414和和6 6HzHz阳性波阳性波 见于浅睡时，有的单独或同时出现见于浅睡时，有的单独或同时出现。 高波幅和年龄有关，高波幅和年龄有关，1 1岁以下只有岁以下只有6 6HzHz阳性波，阳性波，10-3910-39岁则二波同时出岁则二波同时出 现者占现者占6060-70-70，4040岁以上则岁以上则6

7、 6HzHz多见。多见。 5 5非阵发性异常波非阵发性异常波 散在或散在或波，或局限出现者，多见于脑各种器质疾病，示神经元代波，或局限出现者，多见于脑各种器质疾病，示神经元代 谢低下谢低下。 1 1棘波（棘波（spike wavespike wave）时程在）时程在70 ms70 ms以下，幅度以下，幅度50-15050-150 V V， 波的升支及降支极为陡峭，可有单相、双相或三相，但以负相为主波的升支及降支极为陡峭，可有单相、双相或三相，但以负相为主 的双相多见，并呈单个或节律性出现，常见于颞叶癫痫。一般认为的双相多见，并呈单个或节律性出现，常见于颞叶癫痫。一般认为 出现高幅度、短周期的负

8、向棘波的部位常为靠近癫痫病灶的部位。出现高幅度、短周期的负向棘波的部位常为靠近癫痫病灶的部位。 2 2尖波（尖波（sharp wavesharp wave）时程为）时程为70-200 ms70-200 ms，幅度，幅度100-200100-200 V V。 亦以负相为主，波顶较钝，升支较陡，而降支较缓，其与棘波均系亦以负相为主，波顶较钝，升支较陡，而降支较缓，其与棘波均系 由于大脑皮质神经元高度同步化高频率放电的结果，但尖波可能是由于大脑皮质神经元高度同步化高频率放电的结果，但尖波可能是 发生在癫痫病灶较深部位和同步化时间延长的场合。发生在癫痫病灶较深部位和同步化时间延长的场合。 3 3棘慢波

9、综合（棘慢波综合（spike and s1ow wave complexspike and s1ow wave complex）即在棘波）即在棘波 之后紧随一个慢波，或次序相反，慢波时程达之后紧随一个慢波，或次序相反，慢波时程达200-500 ms200-500 ms，幅度，幅度 100-200100-200 V V，有时也可出现多个棘波后紧随一个慢波，称为多棘慢，有时也可出现多个棘波后紧随一个慢波，称为多棘慢 波综合。波综合。 4 4尖慢波综合（尖慢波综合（sharp and s1ow wave complexsharp and s1ow wave complex）慢波时程）慢波时程 达达5

10、00-1000 ms500-1000 ms。 上述两种综合波，若局限性地出现在皮质某个部位，多为局限上述两种综合波，若局限性地出现在皮质某个部位，多为局限 性癫痫，散在性者则多见于长期癫痫大发作而未能控制者；两侧同性癫痫，散在性者则多见于长期癫痫大发作而未能控制者；两侧同 步性出现者多为小发作。步性出现者多为小发作。 痫样放电的形式尚有多种，但基本上是以上尖波、棘波和慢痫样放电的形式尚有多种，但基本上是以上尖波、棘波和慢 波的不同节律的组合，脑电图中痫样放电的记录对癫痫的诊断及可波的不同节律的组合，脑电图中痫样放电的记录对癫痫的诊断及可 能的癫痫灶的定位有重要价值。能的癫痫灶的定位有重要价值。

11、 二、痫样放电的发生机制二、痫样放电的发生机制 应用电生理学方法可以观察到癫痫发作时大脑神经元放电的某应用电生理学方法可以观察到癫痫发作时大脑神经元放电的某 些特点，从而了解痫样放电的可能机制。些特点，从而了解痫样放电的可能机制。 1 1神经元的高频放电正常时，神经元的自发放电频率大多为神经元的高频放电正常时，神经元的自发放电频率大多为 每秒每秒1010次范围内，在人体或动物大脑皮质癫痫病灶区表面出现棘波次范围内，在人体或动物大脑皮质癫痫病灶区表面出现棘波 时，用细胞外微电极可记录大脑皮质神经元爆发或短串冲动发放，时，用细胞外微电极可记录大脑皮质神经元爆发或短串冲动发放， 频率可达每秒数百次以

12、上。用微电极做细胞内记录，则可记录到去频率可达每秒数百次以上。用微电极做细胞内记录，则可记录到去 极化和过度去极化电位。当去极化电位增大到一定程度时，即爆发极化和过度去极化电位。当去极化电位增大到一定程度时，即爆发 短串动作电位，这种大幅度的去极化电位，可能由大量同步的兴奋短串动作电位，这种大幅度的去极化电位，可能由大量同步的兴奋 性突触后电位总和而形成，也可能和各种因素（化学环境、代谢状性突触后电位总和而形成，也可能和各种因素（化学环境、代谢状 态改变）影响下树突膜电位的不恒定有关。态改变）影响下树突膜电位的不恒定有关。 2 2神经元放电的超同步化单个神经元的放电各有其本身的节神经元放电的超

13、同步化单个神经元的放电各有其本身的节 律，当二群神经元中多数细胞倾向于共同活动而产生大致相同的放律，当二群神经元中多数细胞倾向于共同活动而产生大致相同的放 电节律时，即称为同步化（电节律时，即称为同步化（synchronizationsynchronization），而当这种共同活），而当这种共同活 动达到极端，即出现所谓超同步化（动达到极端，即出现所谓超同步化（supersynchronizationsupersynchronization）。癫）。癫 痫样放电即因癫痫病灶及邻近区神经元放电节律的高度一致（超同痫样放电即因癫痫病灶及邻近区神经元放电节律的高度一致（超同 步化），而表现为高波幅

14、的棘波或尖波。以上有关痫样放电发生机步化），而表现为高波幅的棘波或尖波。以上有关痫样放电发生机 制的解释尚待深入探讨制的解释尚待深入探讨。 从感受细胞接受声音刺激开始，听觉过程的每一环节从感受细胞接受声音刺激开始，听觉过程的每一环节 都伴随有生物电活动。分析这些电活动对了解听觉过程的都伴随有生物电活动。分析这些电活动对了解听觉过程的 本质和听觉功能的状态都有重要意义。它们主要包括：本质和听觉功能的状态都有重要意义。它们主要包括：感感 受器电位、发生器电位和动作电位。受器电位、发生器电位和动作电位。由声刺激引起的统称由声刺激引起的统称 听觉诱发电位。听觉诱发电位。 2020世纪世纪3030年代初

15、年代初WeverWever等首先记录和描述了耳蜗的等首先记录和描述了耳蜗的 微音电位，揭开了听觉诱发电位研究的第一页。随着微音电位，揭开了听觉诱发电位研究的第一页。随着 电子计算机技术的应用进人生理学领域，听觉电生理电子计算机技术的应用进人生理学领域，听觉电生理 的研究在的研究在上世纪上世纪7070年代得到迅速发展，特别是诱发电年代得到迅速发展，特别是诱发电 位的研究一直处在各个系统的领先地位，在神经生理位的研究一直处在各个系统的领先地位，在神经生理 学中很有代表性。学中很有代表性。 借助于计算机的叠加等处理，目前已可从体借助于计算机的叠加等处理，目前已可从体 表或远场记录到起源于听觉系统的从

16、听神经到皮表或远场记录到起源于听觉系统的从听神经到皮 质高位整合中枢各结构的诱发电位。质高位整合中枢各结构的诱发电位。形成这一优形成这一优 势的主要客观因素是声音的主要参数都较易精细势的主要客观因素是声音的主要参数都较易精细 定量、调节和控制，声电或电声的转换又可在很定量、调节和控制，声电或电声的转换又可在很 宽范围内保持线性关系，对计算机的应用极为有宽范围内保持线性关系，对计算机的应用极为有 利；听觉系统各级中枢和通路的解剖结构较清楚，利；听觉系统各级中枢和通路的解剖结构较清楚， 也便于分析各种电位的起源。也便于分析各种电位的起源。听觉的单位电活动听觉的单位电活动 与其他系统神经元有共性，本

17、节只描述要点，着与其他系统神经元有共性，本节只描述要点，着 重介绍听觉诱发电位重介绍听觉诱发电位。 1单位放电单位放电 听神经及中枢神经元都有听神经及中枢神经元都有 程度不等的自发活动；它们对程度不等的自发活动；它们对 声音有无反应通常以放电是否声音有无反应通常以放电是否 增多或减少来判断。有些单位增多或减少来判断。有些单位 在给声过程中放电增多，有些在给声过程中放电增多，有些 则只在给声开始时或结束后有则只在给声开始时或结束后有 反应（给、撤反应，）。有些反应（给、撤反应，）。有些 单位对多种声音都有反应，另单位对多种声音都有反应，另 一些则仅对特殊的声音，甚至一些则仅对特殊的声音，甚至 仅

18、对声音某种特征有反应。有仅对声音某种特征有反应。有 些单位对稳态声无反应，却对些单位对稳态声无反应，却对 其参数的瞬态变化灵敏其参数的瞬态变化灵敏。 以刺激开始为准，把对重复多次刺 激的单位放电在时间上的分布进行 叠加，得出以时间为横坐标、放电 数目为纵坐标的直方图称刺激时或 刺激后放电直方图（PSTH）。 一、听觉神经元单位活动的一般特性一、听觉神经元单位活动的一般特性 2调谐曲线及特征频率调谐曲线及特征频率 多数听神经元对不同声频有不同的灵敏度。反应阈值多数听神经元对不同声频有不同的灵敏度。反应阈值 （以声强的（以声强的dB数表示）与频率的关系曲线称数表示）与频率的关系曲线称调谐曲线调谐曲

19、线 （tuning curve），典型的呈单谷型，与谷的最低点相应），典型的呈单谷型，与谷的最低点相应 阈值最小的频率，称阈值最小的频率，称特征频率（特征频率（CF）。调谐曲线和调谐曲线和CF反反 映该单位的频率选择性，调谐曲线越陡，频率选择性便越映该单位的频率选择性，调谐曲线越陡，频率选择性便越 好，好，CF也易于确定也易于确定 3 3反应面积和反应面积和Q Q10 10值 值 阈强度调谐曲线与某一高强度（如阈强度调谐曲线与某一高强度（如9090dBdB）水平水平 线间所围的面积称反应面积线间所围的面积称反应面积，意为频率和强度在反意为频率和强度在反 应面积内的声音都可引起反应。反应面积大，

20、只笼应面积内的声音都可引起反应。反应面积大，只笼 统地表示频率选择性差，要准确定量评估可用统地表示频率选择性差，要准确定量评估可用Q Q10 10值： 值： 在该单位的调谐曲线上，从在该单位的调谐曲线上，从CFCF阈上阈上1010dBdB处作一横线，处作一横线， CFCF值除以横线与调谐曲线升降两臂交点的频差便是值除以横线与调谐曲线升降两臂交点的频差便是 Q Q10 10值。调谐曲线越陡 值。调谐曲线越陡Q Q10 10越大，频率选择性便越好。 越大，频率选择性便越好。 二、耳蜗电位（二、耳蜗电位（EndocochlearEndocochlear potentiapotentia） 在安静或声

21、刺激时耳蜗可产生直流和交流的多种电位，统称耳在安静或声刺激时耳蜗可产生直流和交流的多种电位，统称耳 蜗电位（蜗电位（图图2-4-22-4-2）。在动物以从圆窗处引导最为方便。从外耳道）。在动物以从圆窗处引导最为方便。从外耳道 处经叠加处理也可记录到，只是振幅较小。处经叠加处理也可记录到，只是振幅较小。 1 1耳蜗的微音电位（耳蜗的微音电位（cochlear cochlear microphonicsmicrophonics，CMCM） 是主是主 要起源于毛细胞的一种感受器电位，要起源于毛细胞的一种感受器电位，其主要特点是能较准确地复其主要特点是能较准确地复 制刺激的声学波形（图制刺激的声学波形

22、（图2-4-22-4-2，A A、D D），），可跟上很高频率，显示可跟上很高频率，显示 听觉在时间上高度的灵活性。听觉在时间上高度的灵活性。CMCM无潜伏期，后效应很短，无潜伏期，后效应很短，CMCM的产的产 生完成了声电换能过程，是听神经末梢兴奋的动因。生完成了声电换能过程，是听神经末梢兴奋的动因。CMCM能较好地能较好地 反映感受器一级的功能状态，是听觉研究的重要指标。反映感受器一级的功能状态，是听觉研究的重要指标。 2 2听神经的复合动作电位听神经的复合动作电位 （compound action potentialscompound action potentials， CAPCAP）

23、 是听神经所有纤维动作电是听神经所有纤维动作电 位的总和，其波形因刺激声和记位的总和，其波形因刺激声和记 录部位而异。录部位而异。CAPCAP的振幅与声强不的振幅与声强不 成线性关系，其反应阈值接近听成线性关系，其反应阈值接近听 阈，是阈，是听觉功能测定有用的指标听觉功能测定有用的指标。 3 3总和电位（总和电位（summating potentia1summating potentia1，SPSP） 是一种声诱发的直流的感受器电位，是一种声诱发的直流的感受器电位，产生机制尚不完全清产生机制尚不完全清 楚。它是多源电变化的总和，以源于外毛细胞的楚。它是多源电变化的总和，以源于外毛细胞的+ +S

24、PSP及及- -SPSP和源和源 于内毛细胞的于内毛细胞的- -SPSP为主。在不同的生理或病理情况下，组合的为主。在不同的生理或病理情况下，组合的 SPSP可呈正或负。可呈正或负。SPSP无潜伏期和后效应，阈值较高。通常与无潜伏期和后效应，阈值较高。通常与CMCM及及 CAPCAP重叠在一起重叠在一起. . 4 4蜗内电位（蜗内电位（endocochlearendocochlear potential potential，EPEP） 是蜗管内的直流静息电位，是蜗管内的直流静息电位，正常状态时一般维持正常状态时一般维持 在在+80+80mVmV左右（以鼓阶处外淋巴的电位为左右（以鼓阶处外淋巴的

25、电位为0 0）。）。EPEP的产的产 生和变化与蜗管内内淋巴中的生和变化与蜗管内内淋巴中的K K+ +含量有密切关系。含量有密切关系。 耳耳蜗内电位蜗内电位分布区域图分布区域图耳耳蜗蜗示意图示意图 三、听性脑干电位（三、听性脑干电位（auditoryauditory brainstem potentials brainstem potentials 从颅顶或乳突处可远场记录到来在耳蜗及各级中枢从颅顶或乳突处可远场记录到来在耳蜗及各级中枢 的声音诱发电位，其中潜伏期在的声音诱发电位，其中潜伏期在8 8msms以内的一串早期反应以内的一串早期反应 称听性脑干电位（称听性脑干电位（ABR audit

26、ory brainstem responseABR auditory brainstem response），）， 波形以用短声诱发的最为典型波形以用短声诱发的最为典型。 1 1人的人的ABRABR通常有通常有5 5个波（短声诱发），波个波（短声诱发），波源于听源于听 神经，峰潜伏期神经，峰潜伏期1.51.5msms左右。左右。后面各波一般认为依次来自后面各波一般认为依次来自 耳蜗核、上橄榄核、外侧丘系核及下丘耳蜗核、上橄榄核、外侧丘系核及下丘。波。波较突出，较突出， 最大振幅约最大振幅约1 1VV（图图2-4-22-4-2，F F）。）。ABRABR的阈值接近听阈，的阈值接近听阈， 是客观测

27、听的常用指标是客观测听的常用指标。 2 2动物的动物的ABRABR与人的大同小异。豚鼠的短声与人的大同小异。豚鼠的短声ABRABR通常只有通常只有 4 4个波，后面两波由上橄榄核、外侧丘系核、下丘个波，后面两波由上橄榄核、外侧丘系核、下丘3 3结构结构 的电活动复合组成。豚鼠的电活动复合组成。豚鼠ABRABR以从颞区颅骨处记录较方便，以从颞区颅骨处记录较方便， 最大振幅可达最大振幅可达1010VV（G G）。）。 四、皮质诱发电位（四、皮质诱发电位（cortex evoked potentialcortex evoked potential） 1 1听皮质的原发反应（听皮质的原发反应（prim

28、ary responseprimary response，PRPR） 多数动物的原发听皮质在脑颞区的表面，多数动物的原发听皮质在脑颞区的表面，PRPR很易记录。很易记录。 人的原发听皮质卷进外侧裂内，人的原发听皮质卷进外侧裂内，PRPR因而很难从远场记录到。因而很难从远场记录到。 从脑膜外或颅骨表面记录时从脑膜外或颅骨表面记录时PRPR的典型波形为正负双相的典型波形为正负双相 或正负正三相，潜伏期或正负正三相，潜伏期1010msms左右，反应总时程左右，反应总时程2020msms到到3030msms， 振幅可达振幅可达300300VV。若将引导电极插至皮质的若将引导电极插至皮质的、层细胞层细胞 的深度，则电位的极性倒转，该细胞层是电位的的深度，