百年来，脑电图映照大脑活动的"镜子"

找药助理

1372次浏览发布时间：2024-07-13 14:48:08

脑电图是在一百年前被发明的。在过去的一个世纪里，它对科学家们研究人脑的方法产生了深远影响。

在美国的鲍德温学院，神经科学与心理学副教授埃里卡·尼胡斯在澳大利亚新闻网的“对话”栏目上指出，自从首次应用以来，脑电图在帮助研究人员理解感知和记忆等多种认知功能方面发挥了重要作用。同时，在诊断和治疗癫痫等多种脑部疾病方面也扮演着关键的角色。

大脑的镜子

1924年7月6日，德国精神病学家汉斯·伯杰第一次成功记录下了人类大脑中的能量活动，后来这种记录被称为脑电波。那时刻的脑电波图也成为了人类历史上的首张脑电图。

1929年5月，在《精神病学档案》杂志上首次发表了一本关于人类脑电图的使用的专刊。

伯杰在一次神经外科手术中记录了他的首个脑电图，患者是一个17岁的男孩。这次记录的结果非常简陋，没有明显波形，很难鉴别。因此，伯杰花了整整5年的时间，直到技术更加成熟，波形清晰可辨后，才敢发表他的第一篇研究论文。

为了提高脑电图的质量，伯杰进行了73次在他儿子头部的实验，同时还为自己进行了56次脑电图测试。在伯杰看来，脑电图就像大脑的镜子，可以反映大脑的活动。

脑电图的面世让人们可以直观观察到脑细胞的自发和节律电活动，这一进步为癫痫、脑部疾病和精神疾病患者的诊断和治疗带来了希望。

英国的生理学家、诺贝尔生理学或医学奖获得者埃德加·道格拉斯·阿德里安认为伯杰的研究对神经生理学领域至关重要。他表示脑电图是一种全新的诊断方法，已经成为许多欧洲和美洲研究的起点。

记录神经震荡

多个神经元同时兴奋时，它们会发出强电信号，迅速通过大脑、头骨和头皮的传导组织传播。安放在头部的脑电图电极可以记录这些电信号。

自从脑电图问世以来，研究者已经证实神经活动会以一定频率振荡。1924年，伯杰在第一次脑电图中指出8到12赫兹的神经振荡活动占据主导地位，并将其命名为阿尔法振荡。自阿尔法节律被发现以来，研究人员进行了许多试验，以探索神经元的振荡方式和原因。

研究者相信神经振荡对于大脑特定区域之间的有效交流至关重要。举例而言，频率介于4到8赫兹的西塔振荡对于参与记忆编码和检索的大脑区域之间的沟通至关重要，无论是在动物还是人类身上。他们随后进行实验，旨在探究改变神经振荡是否会影响神经元之间的通信方式。实验结果表明，许多行为和非侵入性方法能够改变神经振荡，进而影响认知表现。

脑电图技术也为揭示大脑处理信息的重要发现提供了关键线索，解开了人类感知、注意力集中、语言交流和情绪处理等诸多谜团。

协助诊断并进行治疗

尼胡斯指出，目前脑电图通常被用于检测睡眠问题、癫痫，以及抑郁症等神经系统疾病，指导治疗脑部疾病的方法。

研究人员使用脑电图观察了无创大脑刺激对记忆力的潜在改善作用。尽管研究仍处于早期阶段，但已经取得了一些有望的成果。其中一项研究结果显示，25赫兹的伽马频率无创大脑刺激对改善阿尔茨海默病患者的记忆和神经递质传递有积极效果。

一种新型的非侵入性大脑刺激技术，采用两种高频率刺激来激活脑神经。高频率刺激能更有效地穿透大脑并抵达目标区域。研究人员利用2000赫兹和2005赫兹高频刺激，向人脑的关键记忆区域-海马体发送5赫兹的西塔频率。研究结果显示，这种方法能够促使人更好地根据人脸特征来记住人名。

自闭症的大脑机制仍然存在许多未知，哈佛医学院和波士顿儿童医院的科学家开展了一项研究，发现使用脑电图技术检测自闭症儿童时，发现了一些脑电波的差异，这些差异是自闭症谱系障碍病理生理学的核心特征之一。另外，斯坦福大学和得克萨斯大学的研究人员也利用脑电图发现了抑郁症患者独特的脑电波特征，这有助于他们预测抑郁症患者对某些药物的反应情况。

脑电图技术给人类带来了巨大的益处。《自然·人类行为》杂志委托进行的一项调查显示，500多名脑电图研究人员对这项技术的未来表示乐观。一些研究人员，包括尼胡斯在内，预测科学家将运用脑电图来诊断和治疗特定大脑疾病。另外，还有人预计脑电图将广泛应用于提升人们的认知能力，或者融入虚拟现实应用设备中。

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