脑电波的简介与运用.doc

腦電波的簡介與運用 腦神經細胞的活動，可用神經電生理的方法偵測而得到腦波，此電波與呼吸或心跳無關，是一種腦部的生理變化，隨著動物受麻醉或缺氧而破壞，且動物在死亡後消失。一位德國精神柯醫師漢斯伯格（Hans Berger），經過多年潛心研究，在人類完整的頭蓋骨上紀錄到相同的電氣活動，這是首次發表人類的腦波記錄，並命名為腦電波圖(electroencephalogram)簡稱EEG，此後腦波即開始被應用在醫學的領域。 目前量測腦波記錄可分為兩種，一是腦電波（electroencephalogram, EEG），測量大腦皮質的電流，大腦皮質的電流是發生在細胞外的電流，是由細胞群與其他細胞群之間的電位差形成的。另一是腦磁波（magnetoencephalographic, MEG），此乃根據法拉第定律電生磁，當腦神經活化時所產生的電訊號會引發磁場變化，所偵測到訊號的大小即為腦磁波。EEG在臨床上的應用其實已經非常廣泛，它據有經濟、安全、方便的特性。可以用於篩檢病患，以及昏迷、中風、癲癇、腦炎、和其他腦疾病病人的追蹤檢查。 人腦中存在有許多的功能區域性腦波律動(Brain rhythm)，比較為人所知的有(1)Mu rhythm：約存在於1020Hz的頻帶之間，主要區域為感覺運動區(sensorymotor area)(2)Tau rhythm：約存在於810 Hz之間，存在區域為上顳()葉皮質區(upper temporal lobe)(3)sigma rhythm：約存在於79 Hz之間，存在區域為sensory area(4)Alpha rhythm：約10Hz，存在區域為枕葉視覺區。這些Brain rhythm具有特定的功能以及特定存在的區域，所以可以用來作特定區域的功能性分析。然而這些腦波律動的訊號屬於非相位鎖定(nonphase-locked)的訊號，所以不能用一般event-related potential(ERP)直接平均的方法來得到結果，而必須採用nonphase-locked的分析技巧來計算由外界刺激所產生的反應。利用腦電波和腦磁波來量測event-related rhythmic nonphase-locked是目前國外各研究單位十分重視的重點之一。10Hz 與20Hz Mu rhythm在運動前後的腦波變化 腦電波誘發電位ERP的全名為Event-Related Potential，即為事件關聯的電位波！這是指在將EEG訊號以刺激(stimulus)、自發動作(event)或反應(response)為基點，取固定的時間間距，例如平均事件前200毫秒和事件後300毫秒之間的所有訊號。如下圖時間軸所示：其公式如下:在訊號處理的過程中，亦配合PCA(principle component analysis)和ICA(independent component analysis)進行訊號處理，藉由多重的方法確認發出訊號的位置；波的頻率和出現時間；以及其傳導的方向等等。以此驗證腦部執行行為或認知活動時所產生的各種不同型態的波。進一步對於大腦的了解和臨床的診斷有更進一步的貢獻。 ERD和ERS也可以用於病兆的診斷與分析，G. Pfurtscheller和G. Magnani等人利用腦電波量測腦局部貧血(ischemia)、癲顯(epileptic)，以及帕金森(Parkinson)等病人的motor task 的ERD和ERS。發現在重度腦局部貧血病人的患側，會偵測不到ERD；而在輕度腦貧血患者的會測，ERD會比較小。對於帕金森的病人，因為ERD與運動的準備(motor preparing)和籌畫(motor planning)有關，所以在帕金森的病人可以看到ERD的起始點(starting point)比正常人慢，而且ERD和ERS的程度都比正常人小，經過給予L-DOPA治療後，則恢復正常。對於epileptic的病人，ERD的起始時間比正常人的慢，而ERD和ERS的恢復時間也比正常人慢。由此可知，rhythmic ERD和ERS的分析，也可以用於臨床功能性障礙病症的診斷上。腦波依頻率來分，大致可分為四大類：波（意識）、波（意識與潛意識的橋樑）、波（潛意識）及波（無意識），這些意識的組合，形成了一個人的內、外在行為及學習上的表現。近代電腦科技，已可將我們的腦波透過腦波測量機，清清楚楚地呈現在電腦螢幕上。波8-14赫茲(_1秒內振動8-14次)為優勢腦波時，人的意識清醒，但身體卻是放鬆的，它提供意識與潛意識的橋樑。由於在這種狀態下，身心能量耗費最少，相對地腦部所獲得的能量較高，運作就會更加快速、順暢、靈感及直覺敏銳，腦的活動活潑。波14赫茲以上在波為優勢腦波時，人清醒時大部份的腦波狀態。隨著波的增加，身體逐漸呈緊張狀態，準備隨時因應外在環境作反應。在此狀態下人的身心能量耗費較劇，快速疲倦，若沒有充份休息，非常容易堆積壓力。然而，適量的波，對積極的注意力提升，以及認知行為的發展有著關鍵性的助益。波4-8赫茲 波為優勢腦波時，人的意識中斷，身體深沉放鬆，這是一種高層次的精神狀態，也就是我們常聽到的入定態。在這樣的狀態下，由於意識中斷使得我們平常清醒時所具有批判性或道德性的過濾機制被埋藏起來，因而大開心靈之門，對於外界的訊息呈現高度的受暗示性狀態，這就是為什麼人在被催眠時會容易接收外來的指令。波與腦部邊緣系統有非常直接的關係，對於觸發深層記憶、強化長期記憶（LTP）等幫助極大。波0.4-4赫茲波為優勢腦波時，為深度熟睡，無意識狀態。人的睡眠品質好壞與波有非常直接的關聯；睡眠是一種無夢且很深沉的睡眠狀態，通常一夜正常的睡眠周期會出現四至五次，而發生在睡眠初期第一個出現周期是無夢的波（Non-REM）狀態。 腦波檢查是來診斷腦部不正常放電最常用的方法，許多腦瘤病患常合併表現抽筋也要用腦波檢查來評估。腦波可以作為腦部病變篩選的工具，以瞭解腦部是否有病變及病變的位置，並評估大腦皮質的功能是否異常。腦波對於癲癇的診斷必要的，亦是重要的依據。亦適用於代謝性腦病變、腦外傷、腦血管障礙、腦炎、腦膜炎、和安眠藥中毒等診斷。 腦電波量測環境 腦電波量測操作環境參考資料來源：.tw/chinese/eeg.htm.tw/abrain.htmhttp:/mem