7脑的电活动睡眠和觉醒.ppt

脑的群电活动(Ensemble Electric Activity)与睡眠觉醒节律 罗非 教授 北京大学基础医学院神经生物学系 电话: Email: fluo@ Website: /ANnet Before we start… 动作电位是脑内唯一可以快速远距离传递的信号 神经元相互结合成电网络，同时也可按某种节律同步放电 群电活动可以通过表面或深部电极加以记录 Brain is Electric…… 脑内的电信号有 膜电位 动作电位 突触后电位 And a lot more…… 脑使用电信号的优势… 电信号的时间精度(temporal accuracy)远超化学信号 有可能进行多点(multi-site)的实时(real-time)记录 有可能进行无创(non-invasive)检测 适合进行高级分析 Before we start… 我们一生中1/3的时间将在睡眠中度过 吃饭和娱乐也会占据另外的1/3时间 在剩余1/3的生命中 童年和各种教育占据1/3 老年时期占据另外1/3 因此，只有大约1/9的生命，大约不足10年时间，可以用于有效的工作 Before we start… 睡眠的大部分时间都被浅睡或梦境占据 通常在整个夜晚，只有不足30分钟是真正的深睡眠 事实上，我们在所谓清醒的日间也很少有真正清醒、没有做白日梦或注意力分散的时候 因此: 我们有必要了解下述两类过程 睡眠和觉醒 梦与非梦 What we will learn 脑电图 脑的状态：睡眠与觉醒 脑电图(Electroencephalogram, EEG) EEG简介 EEG的记录 EEG的计算机辅助分析 EEG在基础和临床医学中的应用 事件相关电位 EEG简介 EEG的定义 通过放置在头皮表面的多个电极所记录到的一组场电位 EEG的历史 Richard Caton, 利物浦内科医生 将电极直接放在暴露的动物脑表面，发现存在电信号，发表于1875年 1887年, Caton通过干扰落在动物眼中的光线，检测到脑电的负向波动 History of EEG Dr. Hans Berger, 奥地利精神病学家 首次记录人体脑电 十八世纪20年代早期，利用移动感光纸和闪动光点记录脑电，发现每秒10次的常规波动 由于这是他第一个从人类EEG中分离出来的波，他将此波动命名为?波 1929年，Berger发表了该结果，这是有关人类脑电的第一篇论文 History of EEG Dr. Hans Berger的谨慎精神 Berger在自己和其它许多人身上反复记录 通过同步记录心电和头部血压变化，排除了由血循环造成波动假相的可能性 将电极放在皮肤以下记录，排除了波动来自皮肤的可能性 History of EEG Dr. Hans Berger 十八世纪30年代，首先命名了?波和?波 第一个采用EEG作为脑电图的缩写名称 提出?波幅度小于?波 指出?波与集中注意力和惊跳反应有关 History of EEG Dr. Hans Berger 1931年，发现?波在睡眠、全身麻醉、使用可卡因等情况下消失 发现脑损伤造成颅内高压的患者?波幅度减低 发现癫痫患者的高幅脑电波 发现Alzheimer‘s病和多发性硬化患者存在EEG改变 History of EEG Dr. Hans Berger Carl Zeiss基金会注意到Berger的一系列发现 赠送给他电子放大器和特质的示波器，并为他配备了助手 History of EEG Dr. Hans Berger 发现癫痫病人在发作后脑波几乎变平； ?波随着意识的恢复而恢复 脑波在出生两月后采出现，与脑内神经元髓鞘化的过程一致 Dr. Hans Berger EEG的本质 未知部分 动作电位、兴奋性突触后电位、抑制性突触后电位等电位活动的总和(Eccles, 张香桐, Jung 等) 已知部分 大群神经元的同步放电 EEG的本质 EEG的记录 电极的放置 国际标准10 – 20 系统(Jasper, 1958) Gibbs系统(Illinois system) EEG的记录 参考电极 单极与双极记录 遥控EEG记录 24小时跟踪 EEG的参数：频率 定义：单位时间(秒)内波的个数 单位: 赫兹(Herz, Hz) EEG频率的分类 ?波: 7.5-13 Hz ?波: 14-30 Hz ?波: 3.5-7.5 Hz ?波: 0.4-3 Hz 频率与波幅 脑波的起源 两种可能的振荡控制 中心指挥型 凑呜曲型 脑波的起源 简单的细胞环路即可产生振荡 脑波的起源 甚至单个细胞在外来刺激下也会产生振荡 脑波的起源 目前认为，神经细胞的内在特性(intrinsic properties)及其相互间的突触连接决定了神经网络的振荡特