腦波的介紹

目錄

人類的大腦進行運作時，構成大腦的神經細胞會不斷放電，科學家運用腦波儀在人類頭皮上測得微弱的電波或磁波變化，此即是腦波測量的原理。腦波的測量是將電極放置於頭皮上，通過醫學腦波儀器將人體腦部產生的微弱生物電放大記錄而得到的曲線圖。

生理學教授Richard Caton於1875年首度從兔子的大腦皮質表面紀錄到記錄到一腦部的生理變化種電波，他利用這種變化來研究身體之部位與大腦皮質區的關係。而最早的人類第一次的腦波文獻報告是1929年德國生理學家Hans Berger的實驗，他命名為「腦電波圖」（electroencephalogram，簡稱EEG、腦電圖）。

EEG是在無刺激的狀況下收集腦波，它所測量到的大腦電生理活動，是以毫秒為單位，具有很高的時間分辨率，並且為非侵入性的研究工具。 研究者希望藉由腦波和大腦意識的相對應關係，透過測量腦波來推測大腦的狀態。如在醫學領域，研究者會研究憂鬱症、阿茲海默症患者睡眠時的腦波，以進一步研究病理和病因。

 腦電波原理

1. 腦電圖的產生與記錄：

腦電圖一般通過頭皮表面電極獲得。頭皮電位產生的機理一般認為是：安靜時，錐體細胞的頂樹突—胞體軸心的整個細胞處於極化狀態；當一個衝動傳人細胞一端時，則引起該端反極化，此時細胞兩端的電位差可產生一個雙極電場系統，電流自一端流向另一端。由於胞漿和細胞外液都含有電解質，故電流同時也會在細胞外通過。利用頭皮電極即可記錄到這種電流活動。事實上頭皮上腦電圖的電位變化是許多這樣的雙極電場綜合而成的。腦電圖並非反映某一神經細胞的電活動，而是記錄電極所代表的大腦某區域許多神經細胞群電活動的總和。

腦電圖各主要成分的產生可歸納為以下幾點：

Ⅰ) 慢活動是皮層內許多錐體細胞同時產生的突觸後電位的總和

Ⅱ) α節律可能是由非特異性丘腦核的興奮性和抑制性突觸後電位變化所產生

Ⅲ) 快活動是由網狀結構而來的衝動使丘腦非特異性核的節律性放電消除，並使皮層電位成為去同步化而產生。


 2. 腦電圖的基本成分

腦電圖的波形很不規則，其頻率變化範圍每秒約在1～30次之間，通常將此頻率變化分為4個波段：

Ⅰ) δ波—頻率為0.5～3次/秒，波幅為20～200微伏，正常成人只有在深睡時才可記錄到這種波。

Ⅱ) θ波—頻率為4～7次/秒，波幅約為100～150微伏，成人在困倦時常可記錄到此波。θ和δ波統稱慢波，清醒的正常人身上一般記錄不到δ波和θ波。

Ⅲ) α波—頻率為每秒8～13次，波幅為20～100微伏，α波是正常成人腦電波的基本節律，在清醒並閉眼時出現。

Ⅳ) β波—頻率為每秒14～30次，波幅為5～20微伏，安靜閉目時只在額區出現，睜眼或進行思考時出現的範圍較廣，β波的出現一般表示大腦皮層處於興奮狀態。正常兒童的腦電圖與成人不同，新生兒以低幅慢波為主，隨著年齡增大，腦電波頻率逐漸增加。

① α波：頻率8～13Hz，波幅10～100μV。 大腦各區均有，但以枕部最明顯。  α節律是成人和較大兒童清醒閉目時主要的正常腦電活動，小兒的α波及節律隨年齡增長而逐漸明顯。

② β波：頻率14～30Hz，波幅約5～30/μV以額、顳和中央區較明顯。 在精神活動，情緒興奮時增多。 約有6%的正常人即使在精神安定和閉目時所記錄的腦電圖仍以β節律為主，稱之為β型腦電圖。

③ θ波：頻率4～7Hz，波幅20～40μV。

④ δ波：頻率0.5～3Hz，波幅10～20μV。 常在額部出現。

 θ波和δ波統稱慢波，常見於正常嬰兒至兒童期，以及成人的睡眠期。 慢活動增多或出現局灶性慢波有一定的定位診斷價值。

腦電波測量

腦電活動是大腦皮層錐體細胞及其垂直樹突的突觸後電位的總和，並由丘腦中線部位的非特異性核起調節作用來完成的。 神經元的電位是中樞神經系統的生理活動的基礎，因此可反映其功能和病理的變化。 通過精密的電子儀器，從頭皮上將腦部的電位變化加以放大並記錄下來的一種方法，即腦電圖，是目前最敏感的監測腦功能的方法。

臨床腦電圖學就是根據記錄曲線變化的波率、波幅、波形、位相、數量、對稱性、反應性、規律性、出現方式及腦波在時間、空間上的分佈等主要成份，進行分類、 計算與對比分析，做出正常或異常腦電圖的診斷，為臨床診治疾病和科研工作提供客觀依據。 隨著科學技術的發展，在常規腦電圖的基礎上，近年又發展了深部腦電圖、定量腦電圖、磁帶記錄腦電圖監測、閉路電視腦電圖和錄像監測等，提高了腦 電圖的臨床應用價值和範圍。

測量腦電波的方式，是在頭上的相對位置連接上電極線，再經由儀器接收並放大腦神經活動的電位變化。 為了讓訊號的品質更好，睡眠技術人員會用酒精、磨砂膏稍微清潔一下皮膚（是的沒錯，作檢查還有專人先為我們護膚保養），再把電極用導電膏、紗布（或膠帶） 固定在皮膚上。 各種訊號都會接到一個訊號盒上。 標準的檢查可能會有十幾、二十條不同部位的訊號會被紀錄。

進行腦電波檢查前，患者應避免服用鎮靜劑、興奮劑以及抗癲癇藥物，檢查前一天應洗頭去除油污。 檢查前應進食，以免低血糖影響腦電活動。 腦電圖對癲癇、顱內佔位性病變、顱腦損傷、腦血管病變、顱內炎症、血管緊張性頭痛、不明原因的暈厥等可提供重要診斷線索。 若腦電圖描記結果與臨床表現不符時，可採用過度換氣、自然睡眠、藥物剝奪睡眠、光聲刺激、靜注戊四氮等方法誘發，即所謂誘發試驗。

腦電波臨床應用

腦電波檢查是重要又安全的檢查來記錄大腦神經細胞所產生的電位變化，藉以判斷大腦功能是否有異常放電或電位異常，作為醫師診斷的依據。 亦可用來幫助診斷下列疾病：

1) 確定癲癇的診斷及幫助癲癇的分類。

2) 尋找癲癇病灶之位置。

3) 器質性腦病變，例如：腦瘤或膿瘍，頭部外傷，顱內血腫等。

4) 中樞神經系統感染，例如：腦炎。

5) 失智症，例如：庫賈氏病，阿滋海默病。

 6) 新陳代謝障礙：例如：肝性腦病等。


7) 協助精神科醫師排除上述各項疾病，以確定精神分裂，憂鬱症等功能性精神疾病之診斷。


腦波依頻率可分為五大類：β波（顯意識14-30HZ）、α波（橋樑意識8-14HZ）、θ波（潛意識4-8Hz）及δ波（無意識4Hz以下）和γ波( 專注於某件事30HZ 以上)等。這些意識的組合，形成了一個人的內外在的行為、情緒及學習上的表現。


δ (Delta)波

是最慢的腦波並與深沈（無夢）的睡眠有關

他是嬰兒最主要的腦波，會隨著年紀增加而逐步的減少

到了75歲後，即使是最深層的睡眠，也會幾乎完全消失

當我們試圖專注時，他會降低

當我們對於身體的覺察下降或無意識的處理資訊時他會增加

在有睡眠障礙及注意力疾病的患者身上會發現Delta波被中斷的情況

θ (Theta)波

與深度放鬆、昏昏欲睡、睡眠相關。

在年紀較大的兒童和成人睡覺時會觀察到，但年紀較小兒童在清醒時也能偵測到。

他活躍於在內在專注（internal focus)與冥想時。

當我們處理的任務變成自動化，而不需特別去處理他時，Theta波會較高。

如高速公路開車，或洗澡時。

這與無意識的xx、創造力的靈感和點子的自由發想有關。

在清醒的成人中很少出現大量的Theta波。

過度的Theta波與不佳的決定、衝動及較慢的反應時間有關。

α (Alpha)波

是正常放鬆的成人主要的腦波。 他與覺醒的放鬆（放鬆清醒的狀態但並未專心或專注）

正常狀態下的Alpha波與好的情緒平靜的感覺有關

Alpha波也與自我覺察的增加有關

做冥想訓練或減壓的訓練有助於維持自己在穩定的Alpha波中

他也有助於學習新的訊息和執行較精細的任務

透過閉上眼睛、深呼吸可以提升Alpha波

不熟悉的聲音、焦慮、腦中進行的專注或專心、昏昏欲睡(睡覺)、張開眼睛都會造成Alpha波的下降

Low Alpha波(8-10Hz)

與放鬆和自由有關

他也與學習新的訊息（記憶而無理解）有關

High Alpha波(10-12Hz)

和身體平靜與警醒專注的內心有關

也與參與被交付的任務之前有關

他也與專注、覺察、和心智的穩定有關

β (Beta)波

常出現於大腦在主動思考、主動注意和專注在外界。

他活躍於當大腦要做心智活動時，像是問題解決、判斷和做決定

他也活躍於當感到不安、緊張、或害怕

Low Beta波(12-18Hz)

與專注、主動思考、專心、處在身體放鬆但內心警醒的狀態有關

他與訓練職業選手有極佳的表現有關

他也與心智任務如閱讀、數學和問題解決有關。

High Beta波(18-30Hz)

與警醒和激動有關

當一個人處在驚慌的狀態下會出現過高的Beta波

他也與焦慮、過度思考和強迫的行為有關

γ (Gamma波)

包含了認知的處理、資訊的固化、頓悟（sudden insight）

大量的Gamma波與智力、同理心、自我控制有關

他也與超然的精神狀態有關

高層次的Gamma波會在西藏喇嘛冥想前和冥想中被觀察到

Low Gamma波(30-50Hz)

與學習和精神的敏銳有關

不論是成人或兒童

維持40Hz的Gamma波有助於良好的注意力和有效率的問題解決能力

High Gamma波(50-70Hz)

與認知任務有關，如聆聽、閱讀和說話

Gamma波的降低會與認知下降有關